JP3822111B2 - 信号品質評価方法、信号品質評価装置及びそれを備えた再生装置、信号品質評価装置の制御プログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式の再生装置において、再生信号の品質を、簡単な回路構成で信頼性高く評価することができる信号品質評価方法、信号品質評価装置、信号品質評価装置の制御プログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスクの再生信号品質の評価値としてジッタが用いられることが多かったが、近年、より高密度記録を実現するためのデータ検出方式としてＰＲＭＬ方式が採用されつつある状況においては、時間軸方向のばらつきを示すジッタは評価値として適当ではない。また、ＰＲＭＬ方式によるデータ検出結果のビットエラーレートを評価値として用いることも行われているが、必要な測定サンプルビット数が多い点、ディスクのキズなどに起因するディフェクトの影響を浮けやすい点、などの短所が多い。
【０００３】
このような背景において、ＳＡＭ（Sequenced Amplitude Margin）と呼ばれる再生信号品質の評価方法が提案されている（T.Perkins, "A Window Margin Like Procedure for Evaluating PRML Channel Performance";IEEE Transactions on Magnetics, Vol.31, No2, 1995, p1109-1114）。
【０００４】
図５乃至図７を用いてＳＡＭの概念を説明する。ここでは、（１，７）ＲＬＬ（Run Length Limited）符号で記録されたビット列の再生信号をＰＲ（１，２，１）特性に基づいてＰＲＭＬ検出する場合を例に説明する。
【０００５】
ＰＲ（１，２，１）特性に従う、歪み及びノイズのない理想的な１Ｔマークの再生信号波形は、図５で示すようにチャネルクロック毎のサンプルレベル比が１：２：１になる。２Ｔ以上のマークの再生信号波形については、この１Ｔマークの再生信号波形の重ね合わせによって求められ、例えば２Ｔマークなら１：３：３：１に、３Ｔマークなら１：３：４：３：１に、４Ｔマークなら１：３：４：４：３：１になる。こうして任意のビット列について理想的な再生信号波形が想定され、理想的なサンプルレベルとしては、０、１、２、３、４の５レベルをとることになる。ここで、便宜上、最大振幅が±１になるようにサンプルレベルを正規化する。このとき、理想的なサンプルレベルは、−１、−０．５、０、＋０．５、＋１の５レベルとなる。
【０００６】
ここで、ＰＲＭＬ復号を具体的に実現する手法として、ビタビ復号を用いる。上記で設定したサンプルレベルを用いたビタビ復号においては、図６に示すようなトレリス線図を考える。
【０００７】
図６において、Ｓ（００）、Ｓ（０１）、Ｓ（１０）、Ｓ（１１）は状態を表し、例えば状態Ｓ（００）は前ビットが０で現在ビットが０であったことを示す。状態と状態を結ぶ線はブランチと呼ばれ、状態遷移を表す。例えばＳ（００）→Ｓ（０１）のブランチによって「００１」なるビット列を表すことができる。
【０００８】
図６では、各ブランチの識別子としてａ乃至ｆの各文字をあてており、その横に、各状態遷移において期待される理想波形レベルを附してある。例えば、ａは「０００」なるビット列を表すので−１、ｂは「１００」なるビット列を表すので−０．５が理想レベルである。ここで、Ｓ（０１）→Ｓ（１０）及びＳ（１０）→Ｓ（０１）なるブランチが存在しないのは、（１，７）ＲＬＬ符号ではｄ＝１のランレングス制限により「０１０」、「１０１」なるビット列があり得ないことを反映している。
【０００９】
トレリス線図において、任意の状態から任意の状態を経て生成される全てのブランチの組み合わせ（これをパスと呼ぶ）を考えることは、全てのあり得るビット列を考えることに相当する。よって、全てのパスについて期待される理想波形と、実際に光記録媒体から再生した再生波形を比べて、波形が最も近い、すなわちユークリッド距離が最も小さい理想波形を持つパスを探索すれば、最も確からしい最尤パスを正解パスとして決定することができる。
【００１０】
具体的にトレリス線図を用いたビタビ復号の手順を説明する。
【００１１】
任意の時刻において、状態Ｓ（００）とＳ（１１）には２本のパスが、Ｓ（０１）とＳ（１０）には１本のパスが、それぞれ合流する。２本のパスが合流する状態Ｓ（００）とＳ（１１）について、各パスの理想波形と再生信号波形とのユークリッド距離が小さい方を生き残りパスとして残すことにすれば、任意の時刻において、４つの各状態に至るパスが各１本ずつ、計４本のパスが残っていることになる。
【００１２】
パスの理想波形と再生信号波形とのユークリッド距離の二乗はパスメトリックと呼ばれ、ブランチの理想サンプルレベルと再生波形のサンプルレベルの差の二乗として求められるブランチメトリックを、パスを構成する全ブランチについて累積することによって計算される。
【００１３】
時刻ｔにおける再生信号波形のサンプルレベルをＸ［ｔ］、ブランチａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの時刻ｔにおけるブランチメトリックをそれぞれＢａ［ｔ］、Ｂｂ［ｔ］、Ｂｃ［ｔ］、Ｂｄ［ｔ］、Ｂｅ［ｔ］、Ｂｆ［ｔ］、時刻ｔにおける各状態Ｓ（００）、Ｓ（０１）、Ｓ（１０）、Ｓ（１１）への生き残りパスのパスメトリックをそれぞれＭ（００）［ｔ］、Ｍ（０１）［ｔ］、Ｍ（１０）［ｔ］、Ｍ（１１）［ｔ］、と記すことにすれば、ブランチメトリックは、以下の（１）式、パスメトリックは（２）式に従ってそれぞれ計算される。Ｍ（００）［ｔ］とＭ（１１）［ｔ］におけるパスメトリックが小さい方を選ぶ処理は、生き残りパスの決定に対応している。
【００１４】
【数１】
【００１５】
【数２】
【００１６】
こうして再生信号波形のサンプル値が入力される毎に生き残りパスを決定する手順を繰り返していくと、パスメトリックが大きなパスが淘汰されていくため、次第にパスは１本に収束していく。これを正解パスとすることにより、元のデータビット列が正しく再生されることになる。
【００１７】
ここで、ビタビ復号が正しく行われる条件を考えると、最終的に１本に収束していくパスが正解パスとなるためには、各時刻において生き残りパスを決定する過程で、正解パスのパスメトリックが、間違いパスであるもう一方のパスのパスメトリックよりも小さくなければならない。この条件は、以下の（３）式のように表される。
【００１８】
【数３】
【００１９】
上記の（３）式において、ΔＭは生き残りを賭けて対決する２本のパスのパスメトリックの差であり、この差をＳＡＭと呼ぶ。エラーが発生しないためにはＳＡＭ＞０である必要があり、またＳＡＭが大きい程エラーを起こしにくいことを意味している。
【００２０】
さて、ＳＡＭを用いてシステムの信頼性を評価するためには、各時刻に計算されるＳＡＭ値全体の分布状態をマクロ的に評価する必要がある。特開平１０−２１６５１号公報では、このＳＡＭの度数分布の標準偏差を評価値として再生装置の信頼性を検査する手法が提案されている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７（ａ）は、実際に光磁気ディスクに記録した（１，７）ＲＬＬ符号パターンの再生信号から求めたＳＡＭの度数分布グラフである。この結果から分かるように、一般的にＳＡＭ分布は複数のピークをもっている。これは、全再生信号に対してＳＡＭを求める場合、ビットパターンによって正解パスと間違いパスとのユークリッド距離が異なることに起因する。
【００２２】
このため、図７（ｂ）に示すように、（１，７）ＲＬＬ符号列から求めたノイズの全くない理想的な再生信号におけるＳＡＭ分布は、１．５、２．５、３．５、４．５、５、６、７、８、９、と離散的な複数の理想値をとる。理想値の度数が異なるのは、各理想値となるビットパターンの種類の数が異なるのに加え、（１，７）ＲＬＬ符号列において各ビットパターンの出現頻度が異なっているためである。実際の再生信号には様々なノイズがのっているため、これらの理想値がばらつきを持ち、結果として図７（ａ）のように複数の分布が重なり合った分布形状となっている。
【００２３】
つまり、ＳＡＭ分布にはこのような特徴があり、正規分布とは大きく異なる分布であるため、単純にこの分布から標準偏差を求めてもビットエラーレートとの相関性は小さい。そのため、特開平１０−２１６５１号公報では、ノイズによりＳＡＭ＜０となる確率が高い、ＳＡＭ理想値が１．５であるビットパターンのみを選び出してＳＡＭ分布を生成し、これについて標準偏差を求めている。
【００２４】
これは、すなわち、ＰＲＭＬ復号結果の複数のデータビットのパターンを監視し、そのパターンが特定のパターンであることを判定した場合にのみＳＡＭを求めるというシーケンスが必要であることを意味し、回路が複雑になるという欠点を有している。
【００２５】
また、標準偏差を求めるには、個々のＳＡＭとＳＡＭ平均値との二乗誤差をすべて計算する必要があるため、回路の負担が大きいという問題も生じる。
【００２６】
本発明は、上記の各問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価できる信号品質評価方法、信号品質評価装置及びそれを備えた再生装置、信号品質評価装置の制御プログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号品質評価方法は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価方法であって、上記パスメトリック差の度数分布を求め、この度数分布からピーク度数を検出するステップと、検出したピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するステップとを含んでいることを特徴としている。
【００２８】
再生信号のＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差の度数分布におけるピーク度数は、再生信号に含まれるノイズの大きさに反映される。例えば、ノイズが小さい場合、すなわち信号品質が良い場合には、パスメトリック差の度数分布の広がりが小さいためピーク度数は大きくなり、ノイズが大きい場合、すなわち信号品質が悪い場合には、パスメトリック差の度数分布の広がりが大きいためピーク度数は小さくなる。
【００２９】
これにより、ピーク度数の大きさによって、再生信号に含まれるノイズの大きさを判定することができるので、再生信号に含まれるノイズの種類によらず再生信号の品質を評価することができる。
【００３０】
したがって、上記構成のように、上記パスメトリック差の度数分布を求め、この度数分布からピーク度数を検出するステップと、検出したピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにすれば、再生信号に含まれるノイズの影響を考慮することなく、再生信号の品質を評価することができるので、ノイズの影響を考慮するための回路が不要となり、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価すること可能となる。
【００３１】
しかも、ノイズを含めた状態の再生信号、すなわち、ノイズの除去や低減の処理等の信号処理が行われていない再生信号（生の再生信号に非常に近い信号）に基づいて、再生信号の品質を評価するようになっているので、高精度で再生信号の品質の評価を行うことが可能となる。
【００３２】
上記信号品質評価方法を適用する具体的な装置としては、以下のようなものがある。
【００３３】
本発明の信号品質評価装置は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、上記パスメトリック差検出手段によって検出されたパスメトリック差の度数を検出し、この度数分布からピーク度数を検出するピーク度数検出手段と、上記ピーク度数検出手段により検出されたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有することを特徴としている。
【００３４】
このように、信号品質評価手段が、パスメトリック差の度数分布から検出されたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価することで、再生信号に含まれるノイズの種類によらず再生信号の品質を評価することができる。
【００３５】
したがって、再生信号に含まれるノイズの影響を考慮することなく、再生信号の品質を評価することができるので、ノイズの影響を考慮するための回路が不要となり、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価すること可能となる。
【００３６】
上記信号品質評価手段は、上記パスメトリック差の度数分布における複数のピーク位置のパスメトリック差のうち、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにしてもよい。
【００３７】
この場合、パスメトリック差の値が０よりも小さくなったときエラービットが発生するので、パスメトリック差の度数分布における複数のピーク度数のうち、パスメトリック差の値が０に最も近いピーク度数がエラービットの影響を最も示すことになる。
【００３８】
したがって、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価すれば、高精度で信号品質の評価を行うことができる。
【００３９】
本発明の信号品質評価装置は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、上記パスメトリック差検出によって検出されたパスメトリック差の、該パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲内の度数を検出する度数検出手段と、上記度数検出手段によって検出された所定範囲内のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有することを特徴としている。
【００４０】
この場合、信号品質評価手段が、パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価するようになっているので、全てのパスメトリック差の度数を検出して、ピーク度数を求めて再生信号の品質を評価する場合に比べて、パスメトリック差の度数を検出するための回路、すなわちコンパレータ、カウンタの数を減らすことができ、結果として、より簡単な回路構成で再生信号の品質を評価することができる。
【００４１】
しかも、上記所定範囲を、上記パスメトリック差の理想値を含むように設定すれば、パスメトリック差のピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する場合に比べて、より簡単な回路構成でパスメトリック差のピーク度数を用いる場合と同様の再生信号の品質評価の精度を得ることができる。
【００４２】
また、上記の各信号品質評価装置は、記録媒体を再生する再生手段を有する再生装置に備えることによって、例えば記録媒体の再生信号の品質を簡単な構成で評価することができ、結果として、再生装置全体の回路構成を簡略化することができる。
【００４３】
また、上記の各信号品質評価装置を動作させる制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御用プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して使用してもよい。
【００４４】
これにより、信号品質評価装置を動作させる制御プログラムを記録媒体を介してコンピュータに読み込ませて、再生装置の各手段の各機能を上記のように動作させれば、再生装置毎に信号品質評価装置を搭載する必要がなくなるので、再生装置の構成をより簡略化することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１乃至４を用いて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本発明の信号品質評価装置を適用する再生装置として、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式の光ディスク再生装置について説明する。
【００４６】
本実施の形態に係る光ディスク再生装置は、図１に示すように、再生手段としての信号再生部１０１、パスメトリック差検出手段としてのパスメトリック差検出部１０２、ピーク度数検出手段としてのピーク度数検出部１０３、再生信号品質評価手段としての再生信号品質評価部１０４を含んだ構成となっている。そして、上記信号再生部１０１を除いた構成、すなわち、パスメトリック差検出部１０２、ピーク度数検出部１０３、再生信号品質評価部１０４で信号品質評価装置を構成している。
【００４７】
上記信号再生部１０１は、記録媒体としての光ディスク１００に記録された信号を再生するようために、半導体レーザ１、フォトダイオード２、再生クロック抽出回路３、Ａ／Ｄ変換器４を含んでいる。そして、信号再生部１０１は、再生信号を次段のパスメトリック差検出部１０２に送るようになっている。
【００４８】
上記パスメトリック差検出部１０２は、信号再生部１０１から送られた再生信号のＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差を検出するために、パスメトリック計算回路５とビタビ復号回路６を含んでいる。そして、パスメトリック差検出部１０２は、検出したパスメトリック差ΔＭを次段のピーク度数検出部１０３に送るようになっている。
【００４９】
上記ピーク度数検出部１０３は、パスメトリック差検出部１０２から送られたパスメトリック差ΔＭの度数分布におけるピーク度数を検出するために、並列に接続されたｋ個（Ｋは自然数）のコンパレータＨ１〜Ｈｋと、各コンパレータの出力側に接続されたｋ個のカウンタＣ１〜Ｃｋと、各カウンタからの出力に基づいてピーク度数を検出するピーク度数検出回路７を含んでいる。そして、ピーク度数検出部１０３は、検出したピーク度数を次段の再生信号品質評価部１０４に送るようになっている。
【００５０】
上記再生信号品質評価部１０４は、ピーク度数検出部１０３から送られたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するために、ＣＰＵ等で構成されたコントローラ８を含んでいる。
【００５１】
ここで、上記構成の光ディスク再生装置における各部の動作、すなわち再生動作について、図１に示すの機能ブロック図及び図２に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
【００５２】
まず、記録媒体である光ディスクの再生を行う（ステップＳ１）。
【００５３】
具体的には、信号再生部１０１において、半導体レーザ１から光ディスク１００上に光ビームが照射されると、その反射光がフォトダイオード２によって受光され、電気信号に変換されて再生信号として出力される。このときの再生信号は、アナログデータである。
【００５４】
フォトダイオード２から出力された再生信号は、次段の再生クロック抽出回路３及びＡ／Ｄ変換器４に出力される。上記再生クロック抽出回路３は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路からなり、入力された再生信号からＡ／Ｄ変換器４において必要な再生クロックを抽出するようになっている。
【００５５】
したがって．上記Ａ／Ｄ変換器４では、再生クロック抽出回路３にて抽出された再生クロックのタイミングで、このアナログデータがデジタルデータの再生信号に変換される。
【００５６】
変換されたデジタルデータの再生信号は、次段のパスメトリック差検出部１０２のパスメトリック計算回路５に入力される。
【００５７】
次に、パスメトリック差ΔＭの検出を行う（ステップＳ２）。
【００５８】
具体的には、上記パスメトリック計算回路５では、従来例と同様にパスメトリックの計算が行われる。すなわち、以下の（１）式と（２）式に従って、入力された再生信号のデジタルデータと、トレリス線図の各ブランチの理想レベルとの差の二乗（ブランチメトリック）を、パスを構成する全ブランチについて累積していく処理が行われる。
【００５９】
【数４】
【００６０】
【数５】
【００６１】
再生信号のデジタルデータが入力される毎に計算されるパスメトリックは、ビタビ復号回路６に入力され、ここでパスメトリックが最小になるパスが最終的に生き残りパスとして残り、復号ビット系列が得られる。この復号ビット系列は、パスメトリック計算回路５に入力され、この復号ビット系列を参照することによって正解状態が分かるようになる。
【００６２】
これにより、以下の（３）式に従って、その正解状態に入力する２本のパスのパスメトリック差ΔＭとしてＳＡＭが求められる。
【００６３】
【数６】
【００６４】
ここまでの処理は、従来例とほぼ同様である。但し、従来例において必須であった、ＳＡＭ理想値が１．５であるビットパターンのみを選び出してＳＡＭの計算を行う構成は、本発明では必要ではない。
【００６５】
続いて、ピーク度数の検出を行う（ステップＳ３）。
【００６６】
具体的には、パスメトリック計算回路５から出力されたパスメトリック差ΔＭは、次段のピーク度数検出部１０３内において、Ｓ０以上Ｓ１未満であることを検出するコンパレータＨ１、Ｓ１以上Ｓ２未満であることを検出するコンパレータＨ２、・・・、Ｓｋ−１以上Ｓｋ未満であることを検出するコンパレータＨｋに入力される。
【００６７】
上記の各コンパレータは、パスメトリック差ΔＭが所定範囲にある場合にパルスを１つ出力する。このパルスは、カウンタＣ１、Ｃ２、・・・、Ｃｋのいずれかに入力され、各範囲内にあるパスメトリック差ΔＭの度数がインクリメントされる。
【００６８】
そして、全測定対象ビットについて、パスメトリック差ΔＭの計算が完了した時点で、ピーク度数検出回路７は、カウンタＣ１、Ｃ２、・・・、Ｃｋの出力の中からピーク度数を検出する。検出されたピーク度数は、再生信号品質評価部１０４のコントローラ８に送られる。
【００６９】
最後に、再生信号の評価を行う（ステップＳ４）。
【００７０】
具体的には、上記コントローラ８において、ピーク度数に基づいて再生信号の品質が評価される。
【００７１】
以下に、何故、ピーク度数によって再生信号の品質を評価できるかについて、図３（ａ）（ｂ）を参照しながら説明する。なお、図３（ａ）は、信号品質が良い場合、図３（ｂ）は、信号品質が悪い場合のそれぞれにおける、同一ビット数の再生信号について前記光ディスク再生装置で求めたＳＡＭ度数分布のグラフであり、横軸がＳＡＭ、縦軸が度数を示している。
【００７２】
図３（ａ）（ｂ）から明らかなように、信号品質が良い、すなわちノイズが小さい場合には、分布の広がりが小さいため図３（ａ）にて斜線で示すピーク度数は大きい。また、信号品質が悪い、すなわちノイズが大きい場合には、分布の広がりが大きいため図３（ｂ）にて斜線で示すピーク度数は小さくなっている。結局、ピーク度数はノイズの大きさを反映しており、信号品質に対応することになる。
【００７３】
また、ノイズが白色ノイズの場合、ピーク位置のＳＡＭの値は理想値と一致するが、実際にはノイズが有色ノイズであるので、ピーク位置のＳＡＭの値は変動する。
【００７４】
しかしながら、ピーク度数分布よりピーク度数を検出しているため、ノイズの種類によらず、信号品質を評価することができる。
【００７５】
また、ＳＡＭの理想値付近にピーク位置が存在するため、ＳＡＭの理想値を含むように所定範囲を設定し、その範囲内の度数を検出することでも、ピーク度数を検出するのと同様の効果が得られ、信号品質を評価することができる。
【００７６】
具体的には、図８に示すように、図１に示すピーク度数検出部１０３の代わりに、度数検出部２０３を備えた構成にすればよい。この度数検出部２０３は、ＳＡＭの理想値に基づいて設定された所定範囲のＳＡＭの度数を検出する度数検出手段となっている。このため、パスメトリック差検出部１０２にて検出されたＳＡＭのうち、上記の所定範囲で規定された分に対応するコンパレータ２０３ａ、カウンタ２０３ｂが設けられている。
【００７７】
上記コンパレータ２０３ａは、ピーク度数検出部１０３から入力されるＳＡＭ（ΔＭ）のうち、ＳＡＭの所定範囲として設定された数としてｉ以上ｊ未満（ｉ，ｊはＳＡＭの理想値に基づいて設定された数値を示す）分に対応するＳＡＭのみを検出し、後段のカウンタ２０３ｂに出力するようになっている。このカウンタ２０３ｂは、入力されたＳＡＭの数をカウントし、予め設定された所定範囲に対応するＳＡＭの数（度数）として、再生信号品質評価部１０４に出力するようになっている。
【００７８】
このように、予め設定された範囲内のＳＡＭのみの度数を検出し、この度数に基づいて再生信号の品質を評価するようになっているので、図１に示した場合のように、全てのＳＡＭをカウントし、そのピーク度数を求めて再生信号の品質を評価する場合に比べて、コンパレータ、カウンタの数を大幅に削減できるので、回路構成を簡略化することができる。
【００７９】
もちろん、ＳＡＭの理想値付近で、ＳＡＭの理想値を含まない範囲の度数を検出しても、ピーク度数の大きさを反映した値が得られるため、同様に信号品質を評価できる。
【００８０】
ここで、図７を用いて説明したように、ＳＡＭの度数分布は、複数のＳＡＭ理想値がノイズによりばらつきを持つため、複数の分布が重なり合った分布形状になり、複数のピークをもつことになる。
【００８１】
また、ＳＡＭ＜０となったときにエラービットが発生することから、ＳＡＭの理想値が最小値である１．５の分布がエラービットの影響を最も示すことになる。
そのため、ＳＡＭの度数の複数のピークのうち、ＳＡＭの値が最小のピーク度数を検出することで、高精度に信号品質を評価することができる。
【００８２】
上記再生動作により求められる、記録パワーを変化させて記録したときの再生信号におけるＢＥＲ（ビットエラーレート）とＳＡＭの値が最小のピーク度数の関係を実測した結果のグラフを図４（ａ）（ｂ）に示す。
【００８３】
図４（ａ）は、各記録パワーで記録したときの再生信号のＢＥＲとピーク度数を表す。また、図４（ｂ）は、ＢＥＲとピーク度数の相関を表す。
【００８４】
これらの結果から、ＢＥＲが小さくなるにつれてピーク度数が大きくなり、ＢＥＲが大きくなるにつれてピーク度数は小さくなることがわかる。すなわち、ピーク度数はＢＥＲに非常によく対応した信号品質を表しているといえる。
【００８５】
なお、図７より、ＳＡＭの値が最小でないピーク度数も信号品質に対応して大きさが変化するため、ＳＡＭの値が最小でないピーク度数を検出することでも信号品質を評価することができる。
【００８６】
ところで、ＳＡＭを正確に求めるためには正解ビット列（記録データパターン）が分かっている必要がある。上記実施の形態においては、ＳＡＭを求めるために必要な正解ビット列をビタビ復号結果から得ているが、厳密にはビタビ復号結果は復号エラーを含むため正解ビット列と完全に一致はしない。
【００８７】
しかし、評価対象のビットエラーレートは悪くても１Ｅ−３程度であるため、復号エラーによる影響はごく小さい。更に、以下の理由から、ピーク度数に対する影響はほとんどない。
【００８８】
復号エラーが発生するときのＳＡＭ計算は、上記の（３）式の定義から、ΔＭの符号を逆にしたものとなる。すなわち、復号エラーが発生するときにΔＭ＜０となるところが、間違いパスを正解パスと見なしてしまうため、その極性を逆にした−ΔＭをＳＡＭとしてしまう。つまり、自らの復号結果を正解とするので、常にＳＡＭ≧０が成り立つことを意味する。しかし、通常は、ＳＡＭ理想値１．５を中心とする正規分布の裾野部分が０以下となってエラーが発生するので、ＳＡＭ＜０となる場合でもその絶対値｜ＳＡＭ｜はそれほど大きくはない。従って、ピーク度数にはほとんど影響を受けない。
【００８９】
このように、自らのビタビ復号結果を用いてＳＡＭの度数の計算を行った場合でも影響はほとんどないと言えるが、より厳密に評価を行いたい場合や、ビットエラーレートが極めて悪い状態の評価を行いたい場合には、信号品質の評価を行う際に予め既知のデータパターンを記録しておき、ＳＡＭ計算はそのデータパターンを参照して行うようにしても構わない。
【００９０】
以上のように、上記光ディスク再生装置においては、従来例のように複雑な構成を必要とせず、コンパレータとカウンタからなる簡潔な回路のみによって、簡単かつ高精度に再生信号品質を検出することが可能となる。
【００９１】
なお、本実施の形態は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００９２】
例えば、上記実施の形態の説明においては、ｄ＝１のランレングス制限符号として（１，７）ＲＬＬ符号を用いたが、これらに限らないことはもちろんである。
【００９３】
また、上記実施の形態の説明においては、再生装置の例として光ディスク再生装置について説明したが、これに限られるものではもちろんなく、ＰＲＭＬ方式の信号再生を行う装置において等しくその効果を発揮すべきものである。すなわち、磁気記録装置、通信データ受信装置など、全て本発明が適用可能である。
【００９４】
また、上記再生装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ、上記プログラムを展開するＲＡＭ、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。
【００９５】
そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウエアである制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記再生装置に供給し、そのコンピュータが記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
【００９６】
ここで、上記プログラムメディアとしての記録媒体は、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であってもよい。
【００９７】
本発明を実現するための構成としては、以下のような構成であってもよい。
【００９８】
本発明の信号品質評価方法は、記録媒体を再生するステップと、前記記録媒体からの再生信号のＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差を求めるステップと、前記パスメトリック差の度数分布におけるピーク度数を検出するステップと、前記ピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するステップとを備えてもよい。
【００９９】
上記の構成によれば、前記の発明によれば、再生信号の品質を簡単かつ高精度に検出し、評価することができる信号品質評価方法を提供することができる。
【０１００】
また、本発明の再生装置は、記録媒体を再生する再生手段と、前記記録媒体からの再生信号のＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差を求めるパスメトリック差検出手段と、前記パスメトリック差の度数分布におけるピーク度数を検出するピーク度数検出手段と、前記ピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを備えるようにしてもよい。
【０１０１】
上記の構成によれば、前記の発明によれば、再生信号の品質を高精度に検出することが可能であって、簡単な回路により構成された再生装置を提供することができる。
【０１０２】
前記信号品質評価手段は、前記パスメトリック差の度数分布における複数のピーク位置のパスメトリック差のうち、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにしてもよい。
【０１０３】
これにより、ＳＡＭの値が最小のピーク度数を検出することで、さらに高精度に信号品質を評価することができる。
【０１０４】
前記信号品質評価手段は、前記パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにしてもよい。
【０１０５】
これにより、さらに簡潔な回路のみの構成によって簡単に再生信号品質を検出することが可能となるという効果を奏する。
【０１０６】
前記範囲は、前記パスメトリック差の理想値を含むようにしてもよい。
【０１０７】
上記の構成により、ピーク度数を検出するのと同様の効果が得られ、かつ、さらに簡潔な回路のみの構成によって簡単に再生信号品質を検出することができる。
【０１０８】
上記の再生装置を動作させる制御プログラムは、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御用プログラムであってもよい。
【０１０９】
上記の構成により、コンピュータで上記再生装置の各手段を実現することによって、上記再生装置を実現することができる。したがって、上記再生装置により、再生信号の品質を簡単かつ高精度に検出し、評価することができる。
【０１１０】
上記制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を使用してもよい。
【０１１１】
上記の構成により、上記記録媒体から読み出された制御プログラムによって、上記再生装置をコンピュータ上に実現することができる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の信号品質評価方法は、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価方法であって、上記パスメトリック差の度数分布を求め、この度数分布からピーク度数を検出するステップと、検出したピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するステップとを含んでいる構成である。
【０１１３】
それゆえ、ピーク度数の大きさによって、再生信号に含まれるノイズの大きさを判定することができるので、再生信号に含まれるノイズの種類によらず再生信号の品質を評価することができる。
【０１１４】
したがって、上記構成のように、上記パスメトリック差の度数分布を求め、この度数分布からピーク度数を検出するステップと、検出したピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにすれば、再生信号に含まれるノイズの影響を考慮することなく、再生信号の品質を評価することができるので、ノイズの影響を考慮するための回路が不要となり、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価すること可能となる。
【０１１５】
しかも、ノイズを含めた状態の再生信号、すなわち、ノイズの除去や低減の処理等の信号処理が行われていない再生信号（生の再生信号に非常に近い信号）に基づいて、再生信号の品質を評価するようになっているので、高精度で再生信号の品質の評価を行うことができるという効果を奏する。
【０１１６】
上記信号品質評価方法を適用する具体的な装置としては、以下のようなものがある。
【０１１７】
本発明の信号品質評価装置は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、上記パスメトリック差検出手段によって検出されたパスメトリック差の度数を検出し、この度数分布からピーク度数を検出するピーク度数検出手段と、上記ピーク度数検出手段により検出されたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有する構成である。
【０１１８】
それゆえ、このように、信号品質評価手段が、パスメトリック差の度数分布から検出されたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価することで、再生信号に含まれるノイズの種類によらず再生信号の品質を評価することができる。
【０１１９】
したがって、再生信号に含まれるノイズの影響を考慮することなく、再生信号の品質を評価することができるので、ノイズの影響を考慮するための回路が不要となり、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価すること可能となる。
【０１２０】
上記信号品質評価手段は、上記パスメトリック差の度数分布における複数のピーク位置のパスメトリック差のうち、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにしてもよい。
【０１２１】
この場合、パスメトリック差の値が０よりも小さくなったときエラービットが発生するので、パスメトリック差の度数分布における複数のピーク度数のうち、パスメトリック差の値が０に最も近いピーク度数がエラービットの影響を最も示すことになる。
【０１２２】
したがって、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価すれば、高精度で信号品質の評価を行うことができる。
【０１２３】
本発明の信号品質評価装置は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、上記パスメトリック差検出によって検出されたパスメトリック差の、該パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲内の度数を検出する度数検出手段と、上記度数検出手段によって検出された所定範囲内のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有することを特徴としている。
【０１２４】
この場合、信号品質評価手段が、パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価するようになっているので、全てのパスメトリック差の度数を検出して、ピーク度数を求めて再生信号の品質を評価する場合に比べて、パスメトリック差の度数を検出するための回路、すなわちコンパレータ、カウンタの数を減らすことができ、結果として、より簡単な回路構成で再生信号の品質を評価することができる。
【０１２５】
しかも、上記所定範囲を、上記パスメトリック差の理想値を含むように設定すれば、パスメトリック差のピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する場合に比べて、より簡単な回路構成でパスメトリック差のピーク度数を用いる場合と同様の再生信号の品質評価の精度を得ることができる。
【０１２６】
また、上記の各信号品質評価装置は、記録媒体を再生する再生手段を有する再生装置に備えることによって、例えば記録媒体の再生信号の品質を簡単な構成で評価することができ、結果として、再生装置全体の回路構成を簡略化することができる。
【０１２７】
また、上記の各信号品質評価装置を動作させる制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御用プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して使用してもよい。
【０１２８】
これにより、信号品質評価装置を動作させる制御プログラムを記録媒体を介してコンピュータに読み込ませて、再生装置の各手段の各機能を上記のように動作させれば、再生装置毎に信号品質評価装置を搭載する必要がなくなるので、再生装置の構成をより簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の信号品質評価装置を備えた光ディスク再生装置の機能ブロック図である。
【図２】図１に示す光ディスク再生装置の再生動作の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】ＳＡＭ度数分布の相対度数と信号品質の関係を示すグラフであって、（ａ）は、信号品質が良い場合のグラフを示し、（ｂ）は、信号品質が悪い場合のグラフを示す。
【図４】図１に示す光ディスク再生装置における実測結果を示すグラフであって、（ａ）は、ビットエラーレート（ＢＥＲ）と記録パワーとピーク度数との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、ピーク度数とＢＥＲとの関係を示すグラフである。
【図５】ＰＲ（１，２，１）特性に従う再生信号波形の模式図である。
【図６】ビタビ復号で用いられるトレリス線図である。
【図７】（ａ）は、実測波形のＳＡＭ度数分布のグラフを示し、（ｂ）は、理想波形のＳＡＭ度数分布のグラフを示す。
【図８】本発明の他の信号品質評価装置を備えた光ディスク再生装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
２ フォトダイオード
３ 再生クロック抽出回路
４ Ａ／Ｄ変換器
５ パスメトリック計算回路
６ ビタビ復号回路
７ ピーク度数検出回路
８ コントローラ
１００ 光ディスク
１０１ 信号再生部
１０２ パスメトリック差検出部（パスメトリック差検出手段）
１０３ ピーク度数検出部（ピーク度数検出手段）
１０４ 再生信号品質評価部（信号品質評価手段）
２０３ 度数検出部（度数検出手段）
２０３ａ コンパレータ
２０３ｂ カウンタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式の再生装置において、再生信号の品質を、簡単な回路構成で信頼性高く評価することができる信号品質評価方法、信号品質評価装置、信号品質評価装置の制御プログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスクの再生信号品質の評価値としてジッタが用いられることが多かったが、近年、より高密度記録を実現するためのデータ検出方式としてＰＲＭＬ方式が採用されつつある状況においては、時間軸方向のばらつきを示すジッタは評価値として適当ではない。また、ＰＲＭＬ方式によるデータ検出結果のビットエラーレートを評価値として用いることも行われているが、必要な測定サンプルビット数が多い点、ディスクのキズなどに起因するディフェクトの影響を浮けやすい点、などの短所が多い。
【０００３】
このような背景において、ＳＡＭ（Sequenced Amplitude Margin）と呼ばれる再生信号品質の評価方法が提案されている（T.Perkins, "A Window Margin Like Procedure for Evaluating PRML Channel Performance";IEEE Transactions on Magnetics, Vol.31, No2, 1995, p1109-1114）。
【０００４】
図５乃至図７を用いてＳＡＭの概念を説明する。ここでは、（１，７）ＲＬＬ（Run Length Limited）符号で記録されたビット列の再生信号をＰＲ（１，２，１）特性に基づいてＰＲＭＬ検出する場合を例に説明する。
【０００５】
ＰＲ（１，２，１）特性に従う、歪み及びノイズのない理想的な１Ｔマークの再生信号波形は、図５で示すようにチャネルクロック毎のサンプルレベル比が１：２：１になる。２Ｔ以上のマークの再生信号波形については、この１Ｔマークの再生信号波形の重ね合わせによって求められ、例えば２Ｔマークなら１：３：３：１に、３Ｔマークなら１：３：４：３：１に、４Ｔマークなら１：３：４：４：３：１になる。こうして任意のビット列について理想的な再生信号波形が想定され、理想的なサンプルレベルとしては、０、１、２、３、４の５レベルをとることになる。ここで、便宜上、最大振幅が±１になるようにサンプルレベルを正規化する。このとき、理想的なサンプルレベルは、−１、−０．５、０、＋０．５、＋１の５レベルとなる。
【０００６】
ここで、ＰＲＭＬ復号を具体的に実現する手法として、ビタビ復号を用いる。上記で設定したサンプルレベルを用いたビタビ復号においては、図６に示すようなトレリス線図を考える。
【０００７】
図６において、Ｓ（００）、Ｓ（０１）、Ｓ（１０）、Ｓ（１１）は状態を表し、例えば状態Ｓ（００）は前ビットが０で現在ビットが０であったことを示す。状態と状態を結ぶ線はブランチと呼ばれ、状態遷移を表す。例えばＳ（００）→Ｓ（０１）のブランチによって「００１」なるビット列を表すことができる。
【０００８】
図６では、各ブランチの識別子としてａ乃至ｆの各文字をあてており、その横に、各状態遷移において期待される理想波形レベルを附してある。例えば、ａは「０００」なるビット列を表すので−１、ｂは「１００」なるビット列を表すので−０．５が理想レベルである。ここで、Ｓ（０１）→Ｓ（１０）及びＳ（１０）→Ｓ（０１）なるブランチが存在しないのは、（１，７）ＲＬＬ符号ではｄ＝１のランレングス制限により「０１０」、「１０１」なるビット列があり得ないことを反映している。
【０００９】
トレリス線図において、任意の状態から任意の状態を経て生成される全てのブランチの組み合わせ（これをパスと呼ぶ）を考えることは、全てのあり得るビット列を考えることに相当する。よって、全てのパスについて期待される理想波形と、実際に光記録媒体から再生した再生波形を比べて、波形が最も近い、すなわちユークリッド距離が最も小さい理想波形を持つパスを探索すれば、最も確からしい最尤パスを正解パスとして決定することができる。
【００１０】
具体的にトレリス線図を用いたビタビ復号の手順を説明する。
【００１１】
任意の時刻において、状態Ｓ（００）とＳ（１１）には２本のパスが、Ｓ（０１）とＳ（１０）には１本のパスが、それぞれ合流する。２本のパスが合流する状態Ｓ（００）とＳ（１１）について、各パスの理想波形と再生信号波形とのユークリッド距離が小さい方を生き残りパスとして残すことにすれば、任意の時刻において、４つの各状態に至るパスが各１本ずつ、計４本のパスが残っていることになる。
【００１２】
パスの理想波形と再生信号波形とのユークリッド距離の二乗はパスメトリックと呼ばれ、ブランチの理想サンプルレベルと再生波形のサンプルレベルの差の二乗として求められるブランチメトリックを、パスを構成する全ブランチについて累積することによって計算される。
【００１３】
時刻ｔにおける再生信号波形のサンプルレベルをＸ［ｔ］、ブランチａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの時刻ｔにおけるブランチメトリックをそれぞれＢａ［ｔ］、Ｂｂ［ｔ］、Ｂｃ［ｔ］、Ｂｄ［ｔ］、Ｂｅ［ｔ］、Ｂｆ［ｔ］、時刻ｔにおける各状態Ｓ（００）、Ｓ（０１）、Ｓ（１０）、Ｓ（１１）への生き残りパスのパスメトリックをそれぞれＭ（００）［ｔ］、Ｍ（０１）［ｔ］、Ｍ（１０）［ｔ］、Ｍ（１１）［ｔ］、と記すことにすれば、ブランチメトリックは、以下の（１）式、パスメトリックは（２）式に従ってそれぞれ計算される。Ｍ（００）［ｔ］とＭ（１１）［ｔ］におけるパスメトリックが小さい方を選ぶ処理は、生き残りパスの決定に対応している。
【００１４】
【数１】
【数２】
こうして再生信号波形のサンプル値が入力される毎に生き残りパスを決定する手順を繰り返していくと、パスメトリックが大きなパスが淘汰されていくため、次第にパスは１本に収束していく。これを正解パスとすることにより、元のデータビット列が正しく再生されることになる。
【００１７】
ここで、ビタビ復号が正しく行われる条件を考えると、最終的に１本に収束していくパスが正解パスとなるためには、各時刻において生き残りパスを決定する過程で、正解パスのパスメトリックが、間違いパスであるもう一方のパスのパスメトリックよりも小さくなければならない。この条件は、以下の（３）式のように表される。
【００１８】
【数３】
上記の（３）式において、ΔＭは生き残りを賭けて対決する２本のパスのパスメトリックの差であり、この差をＳＡＭと呼ぶ。エラーが発生しないためにはＳＡＭ＞０である必要があり、またＳＡＭが大きい程エラーを起こしにくいことを意味している。
【００２０】
さて、ＳＡＭを用いてシステムの信頼性を評価するためには、各時刻に計算されるＳＡＭ値全体の分布状態をマクロ的に評価する必要がある。特開平１０−２１６５１号公報では、このＳＡＭの度数分布の標準偏差を評価値として再生装置の信頼性を検査する手法が提案されている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７（ａ）は、実際に光磁気ディスクに記録した（１，７）ＲＬＬ符号パターンの再生信号から求めたＳＡＭの度数分布グラフである。この結果から分かるように、一般的にＳＡＭ分布は複数のピークをもっている。これは、全再生信号に対してＳＡＭを求める場合、ビットパターンによって正解パスと間違いパスとのユークリッド距離が異なることに起因する。
【００２２】
このため、図７（ｂ）に示すように、（１，７）ＲＬＬ符号列から求めたノイズの全くない理想的な再生信号におけるＳＡＭ分布は、１．５、２．５、３．５、４．５、５、６、７、８、９、と離散的な複数の理想値をとる。理想値の度数が異なるのは、各理想値となるビットパターンの種類の数が異なるのに加え、（１，７）ＲＬＬ符号列において各ビットパターンの出現頻度が異なっているためである。実際の再生信号には様々なノイズがのっているため、これらの理想値がばらつきを持ち、結果として図７（ａ）のように複数の分布が重なり合った分布形状となっている。
【００２３】
つまり、ＳＡＭ分布にはこのような特徴があり、正規分布とは大きく異なる分布であるため、単純にこの分布から標準偏差を求めてもビットエラーレートとの相関性は小さい。そのため、特開平１０−２１６５１号公報では、ノイズによりＳＡＭ＜０となる確率が高い、ＳＡＭ理想値が１．５であるビットパターンのみを選び出してＳＡＭ分布を生成し、これについて標準偏差を求めている。
【００２４】
これは、すなわち、ＰＲＭＬ復号結果の複数のデータビットのパターンを監視し、そのパターンが特定のパターンであることを判定した場合にのみＳＡＭを求めるというシーケンスが必要であることを意味し、回路が複雑になるという欠点を有している。
【００２５】
また、標準偏差を求めるには、個々のＳＡＭとＳＡＭ平均値との二乗誤差をすべて計算する必要があるため、回路の負担が大きいという問題も生じる。
【００２６】
本発明は、上記の各問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価できる信号品質評価方法、信号品質評価装置及びそれを備えた再生装置、信号品質評価装置の制御プログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号品質評価方法は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価方法であって、上記パスメトリック差の度数分布を求め、この度数分布からピーク度数を検出するステップと、検出したピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するステップとを含んでいることを特徴としている。
【００２８】
再生信号のＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差の度数分布におけるピーク度数は、再生信号に含まれるノイズの大きさに反映される。例えば、ノイズが小さい場合、すなわち信号品質が良い場合には、パスメトリック差の度数分布の広がりが小さいためピーク度数は大きくなり、ノイズが大きい場合、すなわち信号品質が悪い場合には、パスメトリック差の度数分布の広がりが大きいためピーク度数は小さくなる。
【００２９】
これにより、ピーク度数の大きさによって、再生信号に含まれるノイズの大きさを判定することができるので、再生信号に含まれるノイズの種類によらず再生信号の品質を評価することができる。
【００３０】
したがって、上記構成のように、上記パスメトリック差の度数分布を求め、この度数分布からピーク度数を検出するステップと、検出したピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにすれば、再生信号に含まれるノイズの影響を考慮することなく、再生信号の品質を評価することができるので、ノイズの影響を考慮するための回路が不要となり、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価すること可能となる。
【００３１】
しかも、ノイズを含めた状態の再生信号、すなわち、ノイズの除去や低減の処理等の信号処理が行われていない再生信号（生の再生信号に非常に近い信号）に基づいて、再生信号の品質を評価するようになっているので、高精度で再生信号の品質の評価を行うことが可能となる。
【００３２】
上記信号品質評価方法を適用する具体的な装置としては、以下のようなものがある。
【００３３】
本発明の信号品質評価装置は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、上記パスメトリック差検出手段によって検出されたパスメトリック差の度数を検出し、この度数分布からピーク度数を検出するピーク度数検出手段と、上記ピーク度数検出手段により検出されたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有することを特徴としている。
【００３４】
このように、信号品質評価手段が、パスメトリック差の度数分布から検出されたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価することで、再生信号に含まれるノイズの種類によらず再生信号の品質を評価することができる。
【００３５】
したがって、再生信号に含まれるノイズの影響を考慮することなく、再生信号の品質を評価することができるので、ノイズの影響を考慮するための回路が不要となり、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価すること可能となる。
【００３６】
上記信号品質評価手段は、上記パスメトリック差の度数分布における複数のピーク位置のパスメトリック差のうち、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにしてもよい。
【００３７】
この場合、パスメトリック差の値が０よりも小さくなったときエラービットが発生するので、パスメトリック差の度数分布における複数のピーク度数のうち、パスメトリック差の値が０に最も近いピーク度数がエラービットの影響を最も示すことになる。
【００３８】
したがって、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価すれば、高精度で信号品質の評価を行うことができる。
【００３９】
本発明の信号品質評価装置は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、上記パスメトリック差検出によって検出されたパスメトリック差の、該パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲内の度数を検出する度数検出手段と、上記度数検出手段によって検出された所定範囲内のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有することを特徴としている。
【００４０】
この場合、信号品質評価手段が、パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価するようになっているので、全てのパスメトリック差の度数を検出して、ピーク度数を求めて再生信号の品質を評価する場合に比べて、パスメトリック差の度数を検出するための回路、すなわちコンパレータ、カウンタの数を減らすことができ、結果として、より簡単な回路構成で再生信号の品質を評価することができる。
【００４１】
しかも、上記所定範囲を、上記パスメトリック差の理想値を含むように設定すれば、パスメトリック差のピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する場合に比べて、より簡単な回路構成でパスメトリック差のピーク度数を用いる場合と同様の再生信号の品質評価の精度を得ることができる。
【００４２】
また、上記の各信号品質評価装置は、記録媒体を再生する再生手段を有する再生装置に備えることによって、例えば記録媒体の再生信号の品質を簡単な構成で評価することができ、結果として、再生装置全体の回路構成を簡略化することができる。
【００４３】
また、上記の各信号品質評価装置を動作させる制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御用プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して使用してもよい。
【００４４】
これにより、信号品質評価装置を動作させる制御プログラムを記録媒体を介してコンピュータに読み込ませて、再生装置の各手段の各機能を上記のように動作させれば、再生装置毎に信号品質評価装置を搭載する必要がなくなるので、再生装置の構成をより簡略化することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１乃至４を用いて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本発明の信号品質評価装置を適用する再生装置として、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式の光ディスク再生装置について説明する。
【００４６】
本実施の形態に係る光ディスク再生装置は、図１に示すように、再生手段としての信号再生部１０１、パスメトリック差検出手段としてのパスメトリック差検出部１０２、ピーク度数検出手段としてのピーク度数検出部１０３、再生信号品質評価手段としての再生信号品質評価部１０４を含んだ構成となっている。そして、上記信号再生部１０１を除いた構成、すなわち、パスメトリック差検出部１０２、ピーク度数検出部１０３、再生信号品質評価部１０４で信号品質評価装置を構成している。
【００４７】
上記信号再生部１０１は、記録媒体としての光ディスク１００に記録された信号を再生するようために、半導体レーザ１、フォトダイオード２、再生クロック抽出回路３、Ａ／Ｄ変換器４を含んでいる。そして、信号再生部１０１は、再生信号を次段のパスメトリック差検出部１０２に送るようになっている。
【００４８】
上記パスメトリック差検出部１０２は、信号再生部１０１から送られた再生信号のＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差を検出するために、パスメトリック計算回路５とビタビ復号回路６を含んでいる。そして、パスメトリック差検出部１０２は、検出したパスメトリック差ΔＭを次段のピーク度数検出部１０３に送るようになっている。
【００４９】
上記ピーク度数検出部１０３は、パスメトリック差検出部１０２から送られたパスメトリック差ΔＭの度数分布におけるピーク度数を検出するために、並列に接続されたｋ個（Ｋは自然数）のコンパレータＨ１〜Ｈｋと、各コンパレータの出力側に接続されたｋ個のカウンタＣ１〜Ｃｋと、各カウンタからの出力に基づいてピーク度数を検出するピーク度数検出回路７を含んでいる。そして、ピーク度数検出部１０３は、検出したピーク度数を次段の再生信号品質評価部１０４に送るようになっている。
【００５０】
上記再生信号品質評価部１０４は、ピーク度数検出部１０３から送られたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するために、ＣＰＵ等で構成されたコントローラ８を含んでいる。
【００５１】
ここで、上記構成の光ディスク再生装置における各部の動作、すなわち再生動作について、図１に示すの機能ブロック図及び図２に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
【００５２】
まず、記録媒体である光ディスクの再生を行う（ステップＳ１）。
【００５３】
具体的には、信号再生部１０１において、半導体レーザ１から光ディスク１００上に光ビームが照射されると、その反射光がフォトダイオード２によって受光され、電気信号に変換されて再生信号として出力される。このときの再生信号は、アナログデータである。
【００５４】
フォトダイオード２から出力された再生信号は、次段の再生クロック抽出回路３及びＡ／Ｄ変換器４に出力される。上記再生クロック抽出回路３は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路からなり、入力された再生信号からＡ／Ｄ変換器４において必要な再生クロックを抽出するようになっている。
【００５５】
したがって．上記Ａ／Ｄ変換器４では、再生クロック抽出回路３にて抽出された再生クロックのタイミングで、このアナログデータがデジタルデータの再生信号に変換される。
【００５６】
変換されたデジタルデータの再生信号は、次段のパスメトリック差検出部１０２のパスメトリック計算回路５に入力される。
【００５７】
次に、パスメトリック差ΔＭの検出を行う（ステップＳ２）。
【００５８】
具体的には、上記パスメトリック計算回路５では、従来例と同様にパスメトリックの計算が行われる。すなわち、以下の（１）式と（２）式に従って、入力された再生信号のデジタルデータと、トレリス線図の各ブランチの理想レベルとの差の二乗（ブランチメトリック）を、パスを構成する全ブランチについて累積していく処理が行われる。
【００５９】
【数４】
【数５】
再生信号のデジタルデータが入力される毎に計算されるパスメトリックは、ビタビ復号回路６に入力され、ここでパスメトリックが最小になるパスが最終的に生き残りパスとして残り、復号ビット系列が得られる。この復号ビット系列は、パスメトリック計算回路５に入力され、この復号ビット系列を参照することによって正解状態が分かるようになる。
【００６２】
これにより、以下の（３）式に従って、その正解状態に入力する２本のパスのパスメトリック差ΔＭとしてＳＡＭが求められる。
【００６３】
【数６】
ここまでの処理は、従来例とほぼ同様である。但し、従来例において必須であった、ＳＡＭ理想値が１．５であるビットパターンのみを選び出してＳＡＭの計算を行う構成は、本発明では必要ではない。
【００６５】
続いて、ピーク度数の検出を行う（ステップＳ３）。
【００６６】
具体的には、パスメトリック計算回路５から出力されたパスメトリック差ΔＭは、次段のピーク度数検出部１０３内において、Ｓ０以上Ｓ１未満であることを検出するコンパレータＨ１、Ｓ１以上Ｓ２未満であることを検出するコンパレータＨ２、・・・、Ｓｋ−１以上Ｓｋ未満であることを検出するコンパレータＨｋに入力される。
【００６７】
上記の各コンパレータは、パスメトリック差ΔＭが所定範囲にある場合にパルスを１つ出力する。このパルスは、カウンタＣ１、Ｃ２、・・・、Ｃｋのいずれかに入力され、各範囲内にあるパスメトリック差ΔＭの度数がインクリメントされる。
【００６８】
そして、全測定対象ビットについて、パスメトリック差ΔＭの計算が完了した時点で、ピーク度数検出回路７は、カウンタＣ１、Ｃ２、・・・、Ｃｋの出力の中からピーク度数を検出する。検出されたピーク度数は、再生信号品質評価部１０４のコントローラ８に送られる。
【００６９】
最後に、再生信号の評価を行う（ステップＳ４）。
【００７０】
具体的には、上記コントローラ８において、ピーク度数に基づいて再生信号の品質が評価される。
【００７１】
以下に、何故、ピーク度数によって再生信号の品質を評価できるかについて、図３（ａ）（ｂ）を参照しながら説明する。なお、図３（ａ）は、信号品質が良い場合、図３（ｂ）は、信号品質が悪い場合のそれぞれにおける、同一ビット数の再生信号について前記光ディスク再生装置で求めたＳＡＭ度数分布のグラフであり、横軸がＳＡＭ、縦軸が度数を示している。
【００７２】
図３（ａ）（ｂ）から明らかなように、信号品質が良い、すなわちノイズが小さい場合には、分布の広がりが小さいため図３（ａ）にて斜線で示すピーク度数は大きい。また、信号品質が悪い、すなわちノイズが大きい場合には、分布の広がりが大きいため図３（ｂ）にて斜線で示すピーク度数は小さくなっている。結局、ピーク度数はノイズの大きさを反映しており、信号品質に対応することになる。
【００７３】
また、ノイズが白色ノイズの場合、ピーク位置のＳＡＭの値は理想値と一致するが、実際にはノイズが有色ノイズであるので、ピーク位置のＳＡＭの値は変動する。
【００７４】
しかしながら、ピーク度数分布よりピーク度数を検出しているため、ノイズの種類によらず、信号品質を評価することができる。
【００７５】
また、ＳＡＭの理想値付近にピーク位置が存在するため、ＳＡＭの理想値を含むように所定範囲を設定し、その範囲内の度数を検出することでも、ピーク度数を検出するのと同様の効果が得られ、信号品質を評価することができる。
【００７６】
具体的には、図８に示すように、図１に示すピーク度数検出部１０３の代わりに、度数検出部２０３を備えた構成にすればよい。この度数検出部２０３は、ＳＡＭの理想値に基づいて設定された所定範囲のＳＡＭの度数を検出する度数検出手段となっている。このため、パスメトリック差検出部１０２にて検出されたＳＡＭのうち、上記の所定範囲で規定された分に対応するコンパレータ２０３ａ、カウンタ２０３ｂが設けられている。
【００７７】
上記コンパレータ２０３ａは、ピーク度数検出部１０３から入力されるＳＡＭ（ΔＭ）のうち、ＳＡＭの所定範囲として設定された数としてｉ以上ｊ未満（ｉ，ｊはＳＡＭの理想値に基づいて設定された数値を示す）分に対応するＳＡＭのみを検出し、後段のカウンタ２０３ｂに出力するようになっている。このカウンタ２０３ｂは、入力されたＳＡＭの数をカウントし、予め設定された所定範囲に対応するＳＡＭの数（度数）として、再生信号品質評価部１０４に出力するようになっている。
【００７８】
このように、予め設定された範囲内のＳＡＭのみの度数を検出し、この度数に基づいて再生信号の品質を評価するようになっているので、図１に示した場合のように、全てのＳＡＭをカウントし、そのピーク度数を求めて再生信号の品質を評価する場合に比べて、コンパレータ、カウンタの数を大幅に削減できるので、回路構成を簡略化することができる。
【００７９】
もちろん、ＳＡＭの理想値付近で、ＳＡＭの理想値を含まない範囲の度数を検出しても、ピーク度数の大きさを反映した値が得られるため、同様に信号品質を評価できる。
【００８０】
ここで、図７を用いて説明したように、ＳＡＭの度数分布は、複数のＳＡＭ理想値がノイズによりばらつきを持つため、複数の分布が重なり合った分布形状になり、複数のピークをもつことになる。
【００８１】
また、ＳＡＭ＜０となったときにエラービットが発生することから、ＳＡＭの理想値が最小値である１．５の分布がエラービットの影響を最も示すことになる。
そのため、ＳＡＭの度数の複数のピークのうち、ＳＡＭの値が最小のピーク度数を検出することで、高精度に信号品質を評価することができる。
【００８２】
上記再生動作により求められる、記録パワーを変化させて記録したときの再生信号におけるＢＥＲ（ビットエラーレート）とＳＡＭの値が最小のピーク度数の関係を実測した結果のグラフを図４（ａ）（ｂ）に示す。
【００８３】
図４（ａ）は、各記録パワーで記録したときの再生信号のＢＥＲとピーク度数を表す。また、図４（ｂ）は、ＢＥＲとピーク度数の相関を表す。
【００８４】
これらの結果から、ＢＥＲが小さくなるにつれてピーク度数が大きくなり、ＢＥＲが大きくなるにつれてピーク度数は小さくなることがわかる。すなわち、ピーク度数はＢＥＲに非常によく対応した信号品質を表しているといえる。
【００８５】
なお、図７より、ＳＡＭの値が最小でないピーク度数も信号品質に対応して大きさが変化するため、ＳＡＭの値が最小でないピーク度数を検出することでも信号品質を評価することができる。
【００８６】
ところで、ＳＡＭを正確に求めるためには正解ビット列（記録データパターン）が分かっている必要がある。上記実施の形態においては、ＳＡＭを求めるために必要な正解ビット列をビタビ復号結果から得ているが、厳密にはビタビ復号結果は復号エラーを含むため正解ビット列と完全に一致はしない。
【００８７】
しかし、評価対象のビットエラーレートは悪くても１Ｅ−３程度であるため、復号エラーによる影響はごく小さい。更に、以下の理由から、ピーク度数に対する影響はほとんどない。
【００８８】
復号エラーが発生するときのＳＡＭ計算は、上記の（３）式の定義から、ΔＭの符号を逆にしたものとなる。すなわち、復号エラーが発生するときにΔＭ＜０となるところが、間違いパスを正解パスと見なしてしまうため、その極性を逆にした−ΔＭをＳＡＭとしてしまう。つまり、自らの復号結果を正解とするので、常にＳＡＭ≧０が成り立つことを意味する。しかし、通常は、ＳＡＭ理想値１．５を中心とする正規分布の裾野部分が０以下となってエラーが発生するので、ＳＡＭ＜０となる場合でもその絶対値｜ＳＡＭ｜はそれほど大きくはない。従って、ピーク度数にはほとんど影響を受けない。
【００８９】
このように、自らのビタビ復号結果を用いてＳＡＭの度数の計算を行った場合でも影響はほとんどないと言えるが、より厳密に評価を行いたい場合や、ビットエラーレートが極めて悪い状態の評価を行いたい場合には、信号品質の評価を行う際に予め既知のデータパターンを記録しておき、ＳＡＭ計算はそのデータパターンを参照して行うようにしても構わない。
【００９０】
以上のように、上記光ディスク再生装置においては、従来例のように複雑な構成を必要とせず、コンパレータとカウンタからなる簡潔な回路のみによって、簡単かつ高精度に再生信号品質を検出することが可能となる。
【００９１】
なお、本実施の形態は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００９２】
例えば、上記実施の形態の説明においては、ｄ＝１のランレングス制限符号として（１，７）ＲＬＬ符号を用いたが、これらに限らないことはもちろんである。
【００９３】
また、上記実施の形態の説明においては、再生装置の例として光ディスク再生装置について説明したが、これに限られるものではもちろんなく、ＰＲＭＬ方式の信号再生を行う装置において等しくその効果を発揮すべきものである。すなわち、磁気記録装置、通信データ受信装置など、全て本発明が適用可能である。
【００９４】
また、上記再生装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ、上記プログラムを展開するＲＡＭ、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。
【００９５】
そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウエアである制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記再生装置に供給し、そのコンピュータが記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
【００９６】
ここで、上記プログラムメディアとしての記録媒体は、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であってもよい。
【００９７】
本発明を実現するための構成としては、以下のような構成であってもよい。
【００９８】
本発明の信号品質評価方法は、記録媒体を再生するステップと、前記記録媒体からの再生信号のＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差を求めるステップと、前記パスメトリック差の度数分布におけるピーク度数を検出するステップと、前記ピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するステップとを備えてもよい。
【００９９】
上記の構成によれば、前記の発明によれば、再生信号の品質を簡単かつ高精度に検出し、評価することができる信号品質評価方法を提供することができる。
【０１００】
また、本発明の再生装置は、記録媒体を再生する再生手段と、前記記録媒体からの再生信号のＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差を求めるパスメトリック差検出手段と、前記パスメトリック差の度数分布におけるピーク度数を検出するピーク度数検出手段と、前記ピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを備えるようにしてもよい。
【０１０１】
上記の構成によれば、前記の発明によれば、再生信号の品質を高精度に検出することが可能であって、簡単な回路により構成された再生装置を提供することができる。
【０１０２】
前記信号品質評価手段は、前記パスメトリック差の度数分布における複数のピーク位置のパスメトリック差のうち、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにしてもよい。
【０１０３】
これにより、ＳＡＭの値が最小のピーク度数を検出することで、さらに高精度に信号品質を評価することができる。
【０１０４】
前記信号品質評価手段は、前記パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにしてもよい。
【０１０５】
これにより、さらに簡潔な回路のみの構成によって簡単に再生信号品質を検出することが可能となるという効果を奏する。
【０１０６】
前記範囲は、前記パスメトリック差の理想値を含むようにしてもよい。
【０１０７】
上記の構成により、ピーク度数を検出するのと同様の効果が得られ、かつ、さらに簡潔な回路のみの構成によって簡単に再生信号品質を検出することができる。
【０１０８】
上記の再生装置を動作させる制御プログラムは、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御用プログラムであってもよい。
【０１０９】
上記の構成により、コンピュータで上記再生装置の各手段を実現することによって、上記再生装置を実現することができる。したがって、上記再生装置により、再生信号の品質を簡単かつ高精度に検出し、評価することができる。
【０１１０】
上記制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を使用してもよい。
【０１１１】
上記の構成により、上記記録媒体から読み出された制御プログラムによって、上記再生装置をコンピュータ上に実現することができる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の信号品質評価方法は、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価方法であって、上記パスメトリック差の度数分布を求め、この度数分布からピーク度数を検出するステップと、検出したピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するステップとを含んでいる構成である。
【０１１３】
それゆえ、ピーク度数の大きさによって、再生信号に含まれるノイズの大きさを判定することができるので、再生信号に含まれるノイズの種類によらず再生信号の品質を評価することができる。
【０１１４】
したがって、上記構成のように、上記パスメトリック差の度数分布を求め、この度数分布からピーク度数を検出するステップと、検出したピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにすれば、再生信号に含まれるノイズの影響を考慮することなく、再生信号の品質を評価することができるので、ノイズの影響を考慮するための回路が不要となり、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価すること可能となる。
【０１１５】
しかも、ノイズを含めた状態の再生信号、すなわち、ノイズの除去や低減の処理等の信号処理が行われていない再生信号（生の再生信号に非常に近い信号）に基づいて、再生信号の品質を評価するようになっているので、高精度で再生信号の品質の評価を行うことができるという効果を奏する。
【０１１６】
上記信号品質評価方法を適用する具体的な装置としては、以下のようなものがある。
【０１１７】
本発明の信号品質評価装置は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、上記パスメトリック差検出手段によって検出されたパスメトリック差の度数を検出し、この度数分布からピーク度数を検出するピーク度数検出手段と、上記ピーク度数検出手段により検出されたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有する構成である。
【０１１８】
それゆえ、このように、信号品質評価手段が、パスメトリック差の度数分布から検出されたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価することで、再生信号に含まれるノイズの種類によらず再生信号の品質を評価することができる。
【０１１９】
したがって、再生信号に含まれるノイズの影響を考慮することなく、再生信号の品質を評価することができるので、ノイズの影響を考慮するための回路が不要となり、簡単な回路構成で再生信号の品質を評価すること可能となる。
【０１２０】
上記信号品質評価手段は、上記パスメトリック差の度数分布における複数のピーク位置のパスメトリック差のうち、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するようにしてもよい。
【０１２１】
この場合、パスメトリック差の値が０よりも小さくなったときエラービットが発生するので、パスメトリック差の度数分布における複数のピーク度数のうち、パスメトリック差の値が０に最も近いピーク度数がエラービットの影響を最も示すことになる。
【０１２２】
したがって、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価すれば、高精度で信号品質の評価を行うことができる。
【０１２３】
本発明の信号品質評価装置は、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、上記パスメトリック差検出によって検出されたパスメトリック差の、該パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲内の度数を検出する度数検出手段と、上記度数検出手段によって検出された所定範囲内のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有することを特徴としている。
【０１２４】
この場合、信号品質評価手段が、パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価するようになっているので、全てのパスメトリック差の度数を検出して、ピーク度数を求めて再生信号の品質を評価する場合に比べて、パスメトリック差の度数を検出するための回路、すなわちコンパレータ、カウンタの数を減らすことができ、結果として、より簡単な回路構成で再生信号の品質を評価することができる。
【０１２５】
しかも、上記所定範囲を、上記パスメトリック差の理想値を含むように設定すれば、パスメトリック差のピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する場合に比べて、より簡単な回路構成でパスメトリック差のピーク度数を用いる場合と同様の再生信号の品質評価の精度を得ることができる。
【０１２６】
また、上記の各信号品質評価装置は、記録媒体を再生する再生手段を有する再生装置に備えることによって、例えば記録媒体の再生信号の品質を簡単な構成で評価することができ、結果として、再生装置全体の回路構成を簡略化することができる。
【０１２７】
また、上記の各信号品質評価装置を動作させる制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御用プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して使用してもよい。
【０１２８】
これにより、信号品質評価装置を動作させる制御プログラムを記録媒体を介してコンピュータに読み込ませて、再生装置の各手段の各機能を上記のように動作させれば、再生装置毎に信号品質評価装置を搭載する必要がなくなるので、再生装置の構成をより簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の信号品質評価装置を備えた光ディスク再生装置の機能ブロック図である。
【図２】図１に示す光ディスク再生装置の再生動作の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】ＳＡＭ度数分布の相対度数と信号品質の関係を示すグラフであって、（ａ）は、信号品質が良い場合のグラフを示し、（ｂ）は、信号品質が悪い場合のグラフを示す。
【図４】図１に示す光ディスク再生装置における実測結果を示すグラフであって、（ａ）は、ビットエラーレート（ＢＥＲ）と記録パワーとピーク度数との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、ピーク度数とＢＥＲとの関係を示すグラフである。
【図５】ＰＲ（１，２，１）特性に従う再生信号波形の模式図である。
【図６】ビタビ復号で用いられるトレリス線図である。
【図７】（ａ）は、実測波形のＳＡＭ度数分布のグラフを示し、（ｂ）は、理想波形のＳＡＭ度数分布のグラフを示す。
【図８】本発明の他の信号品質評価装置を備えた光ディスク再生装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
２ フォトダイオード
３ 再生クロック抽出回路
４ Ａ／Ｄ変換器
５ パスメトリック計算回路
６ ビタビ復号回路
７ ピーク度数検出回路
８ コントローラ
１００ 光ディスク
１０１ 信号再生部
１０２ パスメトリック差検出部（パスメトリック差検出手段）
１０３ ピーク度数検出部（ピーク度数検出手段）
１０４ 再生信号品質評価部（信号品質評価手段）
２０３ 度数検出部（度数検出手段）
２０３ａ コンパレータ
２０３ｂ カウンタ
Claims (8)
- 記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価方法であって、
上記パスメトリック差の度数分布を求め、この度数分布からピーク度数を検出するステップと、
検出したピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価するステップとを含んでいることを特徴とする信号品質評価方法。 - 記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、
上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、
上記パスメトリック差検出手段によって検出されたパスメトリック差の度数を検出し、この度数分布からピーク度数を検出するピーク度数検出手段と、
上記ピーク度数検出手段により検出されたピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有することを特徴とする信号品質評価装置。 - 上記信号品質評価手段は、上記パスメトリック差の度数分布における複数のピーク位置のパスメトリック差のうち、最小のパスメトリック差を持つピーク度数に基づいて再生信号の品質を評価することを特徴とする請求項２に記載の信号品質評価装置。
- 記録媒体の再生信号に対して、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）復号を行い、該ＰＲＭＬ復号過程においてトレリス線図の各状態に入力する２本のパスのパスメトリック差から上記再生信号の品質を評価する信号品質評価装置であって、
上記パスメトリック差を検出するパスメトリック差検出手段と、
上記パスメトリック差検出によって検出されたパスメトリック差の、該パスメトリック差の理想値を基準とした所定範囲内の度数を検出する度数検出手段と、
上記度数検出手段によって検出された所定範囲内のパスメトリック差の度数に基づいて再生信号の品質を評価する信号品質評価手段とを有することを特徴とする信号品質評価装置。 - 上記所定範囲は、上記パスメトリック差の理想値を含むことを特徴とする請求項４に記載の信号品質評価装置。
- 記録媒体を再生する再生手段を有する再生装置であって、
請求項２ないし５の何れか１項に記載の信号品質評価装置を備えたことを特徴とする再生装置。 - 請求項２ないし５の何れか１項に記載の信号品質評価装置を動作させる制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための信号品質評価装置の制御プログラム。
- 請求項７に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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