JPH04216343A - 信号再生装置および方法 - Google Patents
信号再生装置および方法Info
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- JPH04216343A JPH04216343A JP2411124A JP41112490A JPH04216343A JP H04216343 A JPH04216343 A JP H04216343A JP 2411124 A JP2411124 A JP 2411124A JP 41112490 A JP41112490 A JP 41112490A JP H04216343 A JPH04216343 A JP H04216343A
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
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- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
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- G11B11/10502—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing characterised by the transducing operation to be executed
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- G11B11/10502—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing characterised by the transducing operation to be executed
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光磁気ディスクに記録さ
れた信号を再生する場合に用いて好適な信号再生装置お
よび方法に関する。
れた信号を再生する場合に用いて好適な信号再生装置お
よび方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光磁気ディスクは、パーソナルコンピュ
ータやワークステーション等の大容量の二次記憶装置と
して一般的になりつつある。この光磁気ディスクには所
定のバイアス磁界を付与するとともに、レーザ光によっ
てディスク表面の光磁気膜を加熱し、極性を反転させる
ことでピットを生じさせ、信号の記録を行う。光磁気デ
ィスクは物理的なくぼみ(または突起)を形成すること
によりピットを形成する通常の光ディスクに較べ高密度
の記録、従って大容量化が可能になる。
ータやワークステーション等の大容量の二次記憶装置と
して一般的になりつつある。この光磁気ディスクには所
定のバイアス磁界を付与するとともに、レーザ光によっ
てディスク表面の光磁気膜を加熱し、極性を反転させる
ことでピットを生じさせ、信号の記録を行う。光磁気デ
ィスクは物理的なくぼみ(または突起)を形成すること
によりピットを形成する通常の光ディスクに較べ高密度
の記録、従って大容量化が可能になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図19は光磁気ディス
ク上に記録されたピットと、それにレーザービームを照
射して得られる再生RF信号との関係を示している。同
図に示すように、より高密度化が進むと、レーザービー
ムにより生成される1つの光スポットが2以上のピット
を照射する。その結果、再生RF信号は隣接するピット
による影響を受けることになる。
ク上に記録されたピットと、それにレーザービームを照
射して得られる再生RF信号との関係を示している。同
図に示すように、より高密度化が進むと、レーザービー
ムにより生成される1つの光スポットが2以上のピット
を照射する。その結果、再生RF信号は隣接するピット
による影響を受けることになる。
【0004】そこで、例えば図20に示すようなディジ
タルフィルタを用いて再生RF信号をイコライズするこ
とが考えられる。図20の例においては、入力されたR
F信号はn段の遅延回路11乃至1nにより順次遅延さ
れる。遅延回路11乃至1nより出力された信号は、各
遅延回路に対応するn段の乗算器21乃至2nに入力さ
れ、所定の係数w1乃至wn が乗算される。乗算器2
1乃至2nの出力は加算器3に入力され、加算される。 乗算器21乃至2nの係数w1乃至wn を所定の値に
調整することにより、加算器3より出力されるRF信号
の出力を所定の特性にイコライズすることができる。
タルフィルタを用いて再生RF信号をイコライズするこ
とが考えられる。図20の例においては、入力されたR
F信号はn段の遅延回路11乃至1nにより順次遅延さ
れる。遅延回路11乃至1nより出力された信号は、各
遅延回路に対応するn段の乗算器21乃至2nに入力さ
れ、所定の係数w1乃至wn が乗算される。乗算器2
1乃至2nの出力は加算器3に入力され、加算される。 乗算器21乃至2nの係数w1乃至wn を所定の値に
調整することにより、加算器3より出力されるRF信号
の出力を所定の特性にイコライズすることができる。
【0005】ところで、信号を記録するとき、熱の応答
、蓄積などの影響で、図21および図22に示すように
、最初に記録されるピットに較べ、後に記録されるピッ
トの方が大きくなる傾向が発生する。その結果、これを
再生するとそのRF信号のレベルはピットの大きい場合
程大きくなる。このように再生RF信号の波形が変形し
て線形ではなくなると、図20に示したような線形フィ
ルタによりイコライズしても、個々のピットに対応する
情報を得ることがもはや困難になる。データ(ピット)
のパターンに応じて係数wを変化させることも考えられ
るが、エラーの伝搬が発生する可能性があり、またピッ
ト単位で係数wを変化させるのは非現実的である。
、蓄積などの影響で、図21および図22に示すように
、最初に記録されるピットに較べ、後に記録されるピッ
トの方が大きくなる傾向が発生する。その結果、これを
再生するとそのRF信号のレベルはピットの大きい場合
程大きくなる。このように再生RF信号の波形が変形し
て線形ではなくなると、図20に示したような線形フィ
ルタによりイコライズしても、個々のピットに対応する
情報を得ることがもはや困難になる。データ(ピット)
のパターンに応じて係数wを変化させることも考えられ
るが、エラーの伝搬が発生する可能性があり、またピッ
ト単位で係数wを変化させるのは非現実的である。
【0006】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、非線形に変形したRF信号からピットに対
応した情報を正確に読み取ることができるようにするも
のである。
ものであり、非線形に変形したRF信号からピットに対
応した情報を正確に読み取ることができるようにするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の信号再
生装置は、記録媒体に記録された信号を再生する信号再
生装置において、記録媒体より再生された再生信号をA
/D変換するA/D変換手段と、A/D変換手段より出
力された信号を読取る予め係数を学習させたニューラル
ネットワークよりなる読取手段とを備えることを特徴と
する。
生装置は、記録媒体に記録された信号を再生する信号再
生装置において、記録媒体より再生された再生信号をA
/D変換するA/D変換手段と、A/D変換手段より出
力された信号を読取る予め係数を学習させたニューラル
ネットワークよりなる読取手段とを備えることを特徴と
する。
【0008】請求項2に記載の信号再生方法は、記録媒
体に記録された信号を再生する信号再生方法において、
予め所定の係数をシグモイド関数を用いてニューラルネ
ットワークに学習させるステップと、記録媒体より再生
された再生信号を、ニューラルネットワークによりステ
ップ関数を用いて読取るステップとを備えることを特徴
とする。
体に記録された信号を再生する信号再生方法において、
予め所定の係数をシグモイド関数を用いてニューラルネ
ットワークに学習させるステップと、記録媒体より再生
された再生信号を、ニューラルネットワークによりステ
ップ関数を用いて読取るステップとを備えることを特徴
とする。
【0009】
【作用】請求項1に記載の信号再生装置においては、記
録媒体より再生された再生信号をA/D変換してディジ
タル信号とし、このディジタル信号が予め所定の係数が
学習されたニューラルネットワークよりなる読取手段に
より読み取られる。従って正確な読取が可能となる。
録媒体より再生された再生信号をA/D変換してディジ
タル信号とし、このディジタル信号が予め所定の係数が
学習されたニューラルネットワークよりなる読取手段に
より読み取られる。従って正確な読取が可能となる。
【0010】請求項2に記載の信号再生方法においては
、ニューラルネットワークに係数を学習させるとき、シ
グモイド関数が利用される。そして、実際に信号を再生
するとき、ステップ関数が用いられる。これによりハー
ドの構成をより簡略化することができる。
、ニューラルネットワークに係数を学習させるとき、シ
グモイド関数が利用される。そして、実際に信号を再生
するとき、ステップ関数が用いられる。これによりハー
ドの構成をより簡略化することができる。
【0011】
【実施例】図2は本発明の信号再生装置および方法を応
用した光磁気ディスクドライブ装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。光磁気ディスク31は、スピン
ドルモータ32により回転される。スピンドルモータ3
2はスピンドルサーボ回路33によりその回転が制御さ
れる。ヘッド34は、光磁気ディスク31に対して所定
のバイアス磁界を付与するとともに、レーザービームを
照射し、信号を記録または再生する。信号を記録すると
き、図示せぬホストコンピュータのインタフェースを介
してコントローラ38に記録信号が入力される。コント
ローラ38はこの記録信号をライトエンコーダ39に供
給する。ライトエンコーダ39は入力された信号をエン
コードし、レーザパワーコントロール回路40に出力す
る。レーザパワーコントロール回路40は記録信号に対
応してレーザビームの強度を変調するようにレーザドラ
イバ41を制御する。これにより、レーザドライバ41
によりヘッド34から光磁気ディスク31に出力照射さ
れる光ビームの強度が調整され、光磁気ディスク31上
に信号が記録される。
用した光磁気ディスクドライブ装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。光磁気ディスク31は、スピン
ドルモータ32により回転される。スピンドルモータ3
2はスピンドルサーボ回路33によりその回転が制御さ
れる。ヘッド34は、光磁気ディスク31に対して所定
のバイアス磁界を付与するとともに、レーザービームを
照射し、信号を記録または再生する。信号を記録すると
き、図示せぬホストコンピュータのインタフェースを介
してコントローラ38に記録信号が入力される。コント
ローラ38はこの記録信号をライトエンコーダ39に供
給する。ライトエンコーダ39は入力された信号をエン
コードし、レーザパワーコントロール回路40に出力す
る。レーザパワーコントロール回路40は記録信号に対
応してレーザビームの強度を変調するようにレーザドラ
イバ41を制御する。これにより、レーザドライバ41
によりヘッド34から光磁気ディスク31に出力照射さ
れる光ビームの強度が調整され、光磁気ディスク31上
に信号が記録される。
【0012】一方、ヘッド34より出力された再生RF
信号は、マトリックス回路35に出力される。マトリッ
クス回路35はヘッド34より入力された信号から和信
号(PRF)と差信号(MORF)を分離生成する。光
磁気ディスク31は複数のセクタに区分され、各セクタ
は複数のセグメントより構成されている。各セグメント
はサーボバイトが記録された領域とデータが記録された
領域とから構成されている。サーボバイトのデータは、
トラック位置を示すデータ、あるいはトラッキングのた
めのデータ等により構成されている。これらのデータは
物理的な凹凸によるピットとして形成されており、和信
号はこの凹凸に対応した信号となっている。一方、デー
タ領域の信号は光磁気膜に記録された信号に対応する信
号となっている。
信号は、マトリックス回路35に出力される。マトリッ
クス回路35はヘッド34より入力された信号から和信
号(PRF)と差信号(MORF)を分離生成する。光
磁気ディスク31は複数のセクタに区分され、各セクタ
は複数のセグメントより構成されている。各セグメント
はサーボバイトが記録された領域とデータが記録された
領域とから構成されている。サーボバイトのデータは、
トラック位置を示すデータ、あるいはトラッキングのた
めのデータ等により構成されている。これらのデータは
物理的な凹凸によるピットとして形成されており、和信
号はこの凹凸に対応した信号となっている。一方、デー
タ領域の信号は光磁気膜に記録された信号に対応する信
号となっている。
【0013】PLL回路36は、マトリックス回路35
より入力される和信号からデータクロック信号とサーボ
クロック信号を生成し、データクロック信号をライトエ
ンコーダ39、タイミングジェネレータ37、A/D変
換器47、読取回路48にそれぞれ供給している。また
、サーボクロックをA/D変換器42、アドレスデコー
ダ43、トラッキングエラー信号生成回路44、サーボ
回路45、グレイコードデコーダ46にそれぞれ供給し
ている。A/D変換器42はマトリックス回路35より
出力された和信号をA/D変換し、アドレスデコーダ4
3、トラッキングエラー信号生成回路44およびグレイ
コードデコーダ46に出力している。アドレスデコーダ
43は、A/D変換器42の出力からヘッド34のトラ
ック位置を検出し、その位置に対応した信号をタイミン
グジェネレータ37に出力している。タイミングジェネ
レータ37はアドレスデコーダ43とPLL回路36か
らの信号に対応して、各種のタイミング信号を生成し、
コントローラ38、ライトエンコーダ39、レーザパワ
ーコントロール回路40に出力している。
より入力される和信号からデータクロック信号とサーボ
クロック信号を生成し、データクロック信号をライトエ
ンコーダ39、タイミングジェネレータ37、A/D変
換器47、読取回路48にそれぞれ供給している。また
、サーボクロックをA/D変換器42、アドレスデコー
ダ43、トラッキングエラー信号生成回路44、サーボ
回路45、グレイコードデコーダ46にそれぞれ供給し
ている。A/D変換器42はマトリックス回路35より
出力された和信号をA/D変換し、アドレスデコーダ4
3、トラッキングエラー信号生成回路44およびグレイ
コードデコーダ46に出力している。アドレスデコーダ
43は、A/D変換器42の出力からヘッド34のトラ
ック位置を検出し、その位置に対応した信号をタイミン
グジェネレータ37に出力している。タイミングジェネ
レータ37はアドレスデコーダ43とPLL回路36か
らの信号に対応して、各種のタイミング信号を生成し、
コントローラ38、ライトエンコーダ39、レーザパワ
ーコントロール回路40に出力している。
【0014】トラッキングエラー信号生成回路44はA
/D変換器42の出力から所謂ウォブルピットの成分を
抽出し、それに対応してトラッキングエラー信号を生成
し、サーボ回路45に出力している。サーボ回路45は
トラッキングエラー信号生成回路44より入力されるト
ラッキングエラー信号と、マトリックス回路35より入
力されるフォーカスエラー信号に対応して、ヘッド34
のトラッキング状態とフォーカシング状態を制御する。 グレイコードデコーダ46はA/D変換器42の出力か
らサーボバイト中に含まれるグレイコードを検出し、そ
の検出信号をサーボ回路45に出力している。このグレ
イコードデコーダ46には、コントローラ38からシー
ク時におけるリファランス速度、目的トラック情報等を
含むコマンドが入力される。マトリックス回路35が出
力する差信号は、A/D変換器47によりA/D変換さ
れ、読取回路48に入力される。読取回路48はA/D
変換器47より入力された信号を読み取り、その読み取
り結果をコントローラ38を介してホストコンピュータ
に出力する。
/D変換器42の出力から所謂ウォブルピットの成分を
抽出し、それに対応してトラッキングエラー信号を生成
し、サーボ回路45に出力している。サーボ回路45は
トラッキングエラー信号生成回路44より入力されるト
ラッキングエラー信号と、マトリックス回路35より入
力されるフォーカスエラー信号に対応して、ヘッド34
のトラッキング状態とフォーカシング状態を制御する。 グレイコードデコーダ46はA/D変換器42の出力か
らサーボバイト中に含まれるグレイコードを検出し、そ
の検出信号をサーボ回路45に出力している。このグレ
イコードデコーダ46には、コントローラ38からシー
ク時におけるリファランス速度、目的トラック情報等を
含むコマンドが入力される。マトリックス回路35が出
力する差信号は、A/D変換器47によりA/D変換さ
れ、読取回路48に入力される。読取回路48はA/D
変換器47より入力された信号を読み取り、その読み取
り結果をコントローラ38を介してホストコンピュータ
に出力する。
【0015】読取回路48は図3に示すようなニューラ
ルネットワークにより構成されている。この実施例にお
いては、ユニットu1乃至u5の5つのユニットにより
入力層が形成され、8個のユニットu11乃至u18に
より中間層が形成され、1個のユニットu21により出
力層が形成されている。ユニットu1乃至u5はユニッ
トu11乃至u18にそれぞれ接続され、ユニットu1
1乃至u18はユニットu21にそれぞれ接続されてい
る。各ユニットの接続線には所定の係数wi j (i
j はそれぞれユニットを表す)の係数を有している
。各ユニット間の係数wi j は係数発生回路51に
より設定される。尚、図3において各ユニット間の接続
線は便宜上、一部のみが示されている。
ルネットワークにより構成されている。この実施例にお
いては、ユニットu1乃至u5の5つのユニットにより
入力層が形成され、8個のユニットu11乃至u18に
より中間層が形成され、1個のユニットu21により出
力層が形成されている。ユニットu1乃至u5はユニッ
トu11乃至u18にそれぞれ接続され、ユニットu1
1乃至u18はユニットu21にそれぞれ接続されてい
る。各ユニットの接続線には所定の係数wi j (i
j はそれぞれユニットを表す)の係数を有している
。各ユニット間の係数wi j は係数発生回路51に
より設定される。尚、図3において各ユニット間の接続
線は便宜上、一部のみが示されている。
【0016】入力層のユニットの数は、結果の欲しい、
あるピットから、それに対して影響を与えるピットまで
の信号を入力できるように設定する。出力層の数mは1
回の入力に対して結果の欲しいピット数に対応させる。 中間層の総数および各層のユニットの数は学習が可能と
なるように設定する。例えば、nクロック分離れたピッ
トが所定のピットに対して影響をおよぼす場合、入力層
の数は2n+mとなる。図3の実施例の場合、m=1,
n=2とされている。すなわち1つのピットに対して前
後、それぞれ2つのピットが影響を与えるものとしてい
る。あるいはまた、オフセット、振幅などに対して効果
を高めるために、それらの情報を所定の孤立ピット(リ
ファランス)から求められるように、所定の数αのユニ
ットを入力層に追加することもできる。
あるピットから、それに対して影響を与えるピットまで
の信号を入力できるように設定する。出力層の数mは1
回の入力に対して結果の欲しいピット数に対応させる。 中間層の総数および各層のユニットの数は学習が可能と
なるように設定する。例えば、nクロック分離れたピッ
トが所定のピットに対して影響をおよぼす場合、入力層
の数は2n+mとなる。図3の実施例の場合、m=1,
n=2とされている。すなわち1つのピットに対して前
後、それぞれ2つのピットが影響を与えるものとしてい
る。あるいはまた、オフセット、振幅などに対して効果
を高めるために、それらの情報を所定の孤立ピット(リ
ファランス)から求められるように、所定の数αのユニ
ットを入力層に追加することもできる。
【0017】次に、このニューラルネットワークに所定
の係数を学習させるための動作を説明する。まず、あら
かじめ所定のピットが形成された光磁気ディスクを用意
し、その光磁気ディスクを再生する。この光磁気ディス
クには図21および図22に示したように、ピットがそ
の大きさが異なるように形成されている。この光磁気デ
ィスクより再生された信号をA/D変換し、入力層のユ
ニットu1乃至u5に入力する。ユニットu1乃至u5
に入力されたデータは、各接続線に対応する係数が乗算
され、中間層のユニットu11乃至u18に供給される
。ユニットu11乃至u18は、ユニットu1乃至u5
より入力されたデータと加算する。ユニットu11乃至
u18より出力されたデータは、各接続線に対応する係
数が乗算されてユニットu21に入力される。出力層の
ユニットu21は、中間層の各ユニットから入力された
データを加算し出力する。
の係数を学習させるための動作を説明する。まず、あら
かじめ所定のピットが形成された光磁気ディスクを用意
し、その光磁気ディスクを再生する。この光磁気ディス
クには図21および図22に示したように、ピットがそ
の大きさが異なるように形成されている。この光磁気デ
ィスクより再生された信号をA/D変換し、入力層のユ
ニットu1乃至u5に入力する。ユニットu1乃至u5
に入力されたデータは、各接続線に対応する係数が乗算
され、中間層のユニットu11乃至u18に供給される
。ユニットu11乃至u18は、ユニットu1乃至u5
より入力されたデータと加算する。ユニットu11乃至
u18より出力されたデータは、各接続線に対応する係
数が乗算されてユニットu21に入力される。出力層の
ユニットu21は、中間層の各ユニットから入力された
データを加算し出力する。
【0018】いまユニットu1に入力されるデータが読
み取られるべきデータであるとすると、ユニットu2と
u3より入力されるデータがユニットu1に対応するピ
ットの前方の2つのピットに対応するデータとなり、ユ
ニットu4およびu5より入力されるデータがユニット
u1より入力されるデータに対応するピットの後方に位
置する2つのピットのデータとなる。出力層のユニット
u21より出力されるデータは、本来入力層のユニット
u1より入力されるデータと一致すべきものであるが、
前後に位置するピットに対応するユニットu2乃至u5
より入力されるデータによる影響を受け、誤ったデータ
となる。 ユニットu21より出力されたデータは、係数発生回路
51に入力される。使用者はこの係数発生回路51にユ
ニットu21より本来出力されるべき目標値を入力する
。すなわち、ユニットu1より本来入力されるべきデー
タを入力する。係数発生回路51はユニットu21の出
力と目標値との差を演算し、この差が小さくなるように
各係数を発生する。
み取られるべきデータであるとすると、ユニットu2と
u3より入力されるデータがユニットu1に対応するピ
ットの前方の2つのピットに対応するデータとなり、ユ
ニットu4およびu5より入力されるデータがユニット
u1より入力されるデータに対応するピットの後方に位
置する2つのピットのデータとなる。出力層のユニット
u21より出力されるデータは、本来入力層のユニット
u1より入力されるデータと一致すべきものであるが、
前後に位置するピットに対応するユニットu2乃至u5
より入力されるデータによる影響を受け、誤ったデータ
となる。 ユニットu21より出力されたデータは、係数発生回路
51に入力される。使用者はこの係数発生回路51にユ
ニットu21より本来出力されるべき目標値を入力する
。すなわち、ユニットu1より本来入力されるべきデー
タを入力する。係数発生回路51はユニットu21の出
力と目標値との差を演算し、この差が小さくなるように
各係数を発生する。
【0019】すなわち、出力と目標値との誤差が最小に
なるように、中間層のユニットと出力層のユニットとの
間の係数がまず設定される。この係数が設定されたら次
に入力層と中間層との間の係数がやはり出力と目標値と
の誤差が最小になるように設定される。このように入力
処理とは逆の経路(バックプロパゲーション)で学習が
行われ、各係数が設定されたら再び入力層から所定のデ
ータを入力する。そして、その時得られる出力と目標値
との誤差が最小になるように、再び係数を設定する動作
を繰り返す。このような学習を行うことにより、適切な
係数が設定されると、入力層のユニットu1より入力さ
れるデータが他のユニットu2乃至u5より入力される
データに影響されたとしても、ユニットu21からはユ
ニットu1より入力されたデータと一致する出力が出さ
れるようになる。なお、中間層のユニットu11乃至u
18および出力層のユニットu21は、図4(a)に示
すようにシグモイド関数に対応する入出力特性を有して
いる。すなわち、入力の総和(net1)が負のとき0
乃至0.5の値を出力し、入力の総和が正のとき0.5
乃至1の値を出力する。
なるように、中間層のユニットと出力層のユニットとの
間の係数がまず設定される。この係数が設定されたら次
に入力層と中間層との間の係数がやはり出力と目標値と
の誤差が最小になるように設定される。このように入力
処理とは逆の経路(バックプロパゲーション)で学習が
行われ、各係数が設定されたら再び入力層から所定のデ
ータを入力する。そして、その時得られる出力と目標値
との誤差が最小になるように、再び係数を設定する動作
を繰り返す。このような学習を行うことにより、適切な
係数が設定されると、入力層のユニットu1より入力さ
れるデータが他のユニットu2乃至u5より入力される
データに影響されたとしても、ユニットu21からはユ
ニットu1より入力されたデータと一致する出力が出さ
れるようになる。なお、中間層のユニットu11乃至u
18および出力層のユニットu21は、図4(a)に示
すようにシグモイド関数に対応する入出力特性を有して
いる。すなわち、入力の総和(net1)が負のとき0
乃至0.5の値を出力し、入力の総和が正のとき0.5
乃至1の値を出力する。
【0020】図1は図3に示したニューラルネットワー
ク(読取回路48)をハードウェアにより実現した実施
例を示す。図1に示すように、このネットワークは入力
層のユニットu1乃至u5に対応するラッチ回路61乃
至65、中間層のユニットu11乃至u18に対応する
乗算回路71乃至75、加算回路81乃至88およびス
テップ関数回路91乃至98により構成されている。ま
た、出力層のユニットu21に対応してテーブル101
を有している。
ク(読取回路48)をハードウェアにより実現した実施
例を示す。図1に示すように、このネットワークは入力
層のユニットu1乃至u5に対応するラッチ回路61乃
至65、中間層のユニットu11乃至u18に対応する
乗算回路71乃至75、加算回路81乃至88およびス
テップ関数回路91乃至98により構成されている。ま
た、出力層のユニットu21に対応してテーブル101
を有している。
【0021】乗算回路71(72乃至75も同様)は、
例えば図5に示すように構成されている。同図に示すよ
うに、乗算回路71は8個の乗算器131乃至138と
、2つの係数発生回路111および112と、係数発生
回路111および112より発生された係数を、各乗算
器131乃至138に出力するスイッチ121乃至12
8により構成されている。
例えば図5に示すように構成されている。同図に示すよ
うに、乗算回路71は8個の乗算器131乃至138と
、2つの係数発生回路111および112と、係数発生
回路111および112より発生された係数を、各乗算
器131乃至138に出力するスイッチ121乃至12
8により構成されている。
【0022】係数発生回路111には、図3において説
明したように、熱の蓄積などによりピットの大きさが変
化している場合においても、正しい読み取りが可能にな
るように設定された係数が記憶されている。一方、光磁
気ディスクを上述した場合のように記録し、また再生す
るといったRAMディスクとして用いるのではなく、再
生専用のROMディスクとして使用する場合においては
、上述したような熱の蓄積等の影響が現われない。そこ
で光磁気ディスクを再生専用のROMディスクとして使
用する場合においては、正しい読み取りを行うための各
ユニット間における係数はRAMディスクにおける場合
の係数とは異なるものとなる。係数発生回路112には
ROMディスクを読み取る場合において適切な係数が記
憶されている。この係数も上述した場合と同様の学習動
作によって記憶されたものである。
明したように、熱の蓄積などによりピットの大きさが変
化している場合においても、正しい読み取りが可能にな
るように設定された係数が記憶されている。一方、光磁
気ディスクを上述した場合のように記録し、また再生す
るといったRAMディスクとして用いるのではなく、再
生専用のROMディスクとして使用する場合においては
、上述したような熱の蓄積等の影響が現われない。そこ
で光磁気ディスクを再生専用のROMディスクとして使
用する場合においては、正しい読み取りを行うための各
ユニット間における係数はRAMディスクにおける場合
の係数とは異なるものとなる。係数発生回路112には
ROMディスクを読み取る場合において適切な係数が記
憶されている。この係数も上述した場合と同様の学習動
作によって記憶されたものである。
【0023】次に、図1および図5に示した回路の動作
を説明する。A/D変換器47によりA/D変換された
データは、1クロック分ずつ順次遅延され、ラッチ回路
61乃至65に供給される。ラッチ回路61乃至65に
ラッチされたデータは、対応する乗算回路71乃至75
にそれぞれ供給される。各乗算回路71乃至75におい
て、スイッチ121乃至128はRAMディスクを再生
する場合接点a側に、ROMディスクを再生する場合接
点b側にそれぞれ切り換えられている。従って、RAM
ディスクを再生する場合係数発生回路111より出力さ
れた係数が、また、ROMディスクを再生する場合係数
発生回路112より出力された係数が、それぞれ各乗算
器131乃至138に供給される。係数発生回路111
および112に記憶されている係数は、図3における入
力層と中間層との間の係数に対応している。
を説明する。A/D変換器47によりA/D変換された
データは、1クロック分ずつ順次遅延され、ラッチ回路
61乃至65に供給される。ラッチ回路61乃至65に
ラッチされたデータは、対応する乗算回路71乃至75
にそれぞれ供給される。各乗算回路71乃至75におい
て、スイッチ121乃至128はRAMディスクを再生
する場合接点a側に、ROMディスクを再生する場合接
点b側にそれぞれ切り換えられている。従って、RAM
ディスクを再生する場合係数発生回路111より出力さ
れた係数が、また、ROMディスクを再生する場合係数
発生回路112より出力された係数が、それぞれ各乗算
器131乃至138に供給される。係数発生回路111
および112に記憶されている係数は、図3における入
力層と中間層との間の係数に対応している。
【0024】乗算器131乃至138は、ラッチ回路6
1(62乃至65)より入力されたデータに係数発生回
路111または112より入力される係数を乗算し、加
算器81乃至88に出力する。加算器81乃至88は、
乗算回路71乃至75より入力されるデータを加算し、
ステップ関数回路91乃至98に出力する。ステップ関
数回路91乃至98は、図4(b)に示すようなステッ
プ関数の入出力特性を有しており、入力の総和が負のと
き0、正のとき1を出力する。図3を参照して説明した
ように、ニューラルネットワークの学習動作は図4(a
)に示すシグモイド関数を用いて行われる。しかしなが
ら、実際に読み取り動作を行うブロックにおいては、ス
テップ関数が用いられる。シグモイド関数を実現するハ
ードウエアは、非常に構成が複雑になるのに対し、ステ
ップ関数を用いた場合においては、その構成を簡略化す
ることができる。ステップ関数回路91乃至98の出力
は、図3における中間層のユニットu11乃至u18の
出力に対応する。ステップ関数回路91乃至98の出力
は、テーブル101に入力される。テーブル101は、
図3における中間層と出力層との間の係数を実質的に記
憶していることになる。ただし、この実施例の場合、上
述したように、シグモイド関数ではなくステップ関数を
用いているため、ステップ関数回路91乃至98よりテ
ーブル101に入力されるデータは、1または0のデー
タとなる。図3において、中間層のユニットu11乃至
u18の出力が1または0であるとすると、出力層のユ
ニットu21に入力されるデータは係数と同じ値または
0となる。従って、出力層のユニットu21の出力は、
ここにおいてもステップ関数が用いられているものとす
ると、中間層から入力された係数または0を加算した値
が負のとき0、正のとき1となる。換言すれば、中間層
のユニットu11乃至u18の出力が決定されると、出
力層のユニットu21より出力されるデータは特定され
ることになる。
1(62乃至65)より入力されたデータに係数発生回
路111または112より入力される係数を乗算し、加
算器81乃至88に出力する。加算器81乃至88は、
乗算回路71乃至75より入力されるデータを加算し、
ステップ関数回路91乃至98に出力する。ステップ関
数回路91乃至98は、図4(b)に示すようなステッ
プ関数の入出力特性を有しており、入力の総和が負のと
き0、正のとき1を出力する。図3を参照して説明した
ように、ニューラルネットワークの学習動作は図4(a
)に示すシグモイド関数を用いて行われる。しかしなが
ら、実際に読み取り動作を行うブロックにおいては、ス
テップ関数が用いられる。シグモイド関数を実現するハ
ードウエアは、非常に構成が複雑になるのに対し、ステ
ップ関数を用いた場合においては、その構成を簡略化す
ることができる。ステップ関数回路91乃至98の出力
は、図3における中間層のユニットu11乃至u18の
出力に対応する。ステップ関数回路91乃至98の出力
は、テーブル101に入力される。テーブル101は、
図3における中間層と出力層との間の係数を実質的に記
憶していることになる。ただし、この実施例の場合、上
述したように、シグモイド関数ではなくステップ関数を
用いているため、ステップ関数回路91乃至98よりテ
ーブル101に入力されるデータは、1または0のデー
タとなる。図3において、中間層のユニットu11乃至
u18の出力が1または0であるとすると、出力層のユ
ニットu21に入力されるデータは係数と同じ値または
0となる。従って、出力層のユニットu21の出力は、
ここにおいてもステップ関数が用いられているものとす
ると、中間層から入力された係数または0を加算した値
が負のとき0、正のとき1となる。換言すれば、中間層
のユニットu11乃至u18の出力が決定されると、出
力層のユニットu21より出力されるデータは特定され
ることになる。
【0025】そこで本実施例においては、ステップ関数
回路91乃至98より入力されるデータに対応して、あ
らかじめ出力層より出力されるデータがテーブル101
に記憶されており、ステップ関数回路91乃至98より
入力されるデータをアドレスとして、そのアドレスに対
応する出力データが読み出され、出力される。このテー
ブル101におけるデータも図5における係数発生回路
111および112における場合と同様に、RAM用と
ROM用と2種類用意することができる。
回路91乃至98より入力されるデータに対応して、あ
らかじめ出力層より出力されるデータがテーブル101
に記憶されており、ステップ関数回路91乃至98より
入力されるデータをアドレスとして、そのアドレスに対
応する出力データが読み出され、出力される。このテー
ブル101におけるデータも図5における係数発生回路
111および112における場合と同様に、RAM用と
ROM用と2種類用意することができる。
【0026】次に実験例について説明する。図6は学習
回数(学習パターン数)(横軸)に対する誤差(縦軸)
の様子を示す学習曲線を表している。同図より明らかな
ように、充分な学習を行った後、誤差が減少し、収束す
ることがわかる。この例は記録密度(最も接近した2つ
のピットの中心間の距離)dを0.60(μm/pit
)とし、レーザパワーpを8.1(mw)とした場合で
ある。これに対して記録密度dを0.52(μm/pi
t)とし、レーザパワーpを7.3(mw)とした場合
における学習曲線は図7に示すようになる。この図から
明らかなように、この場合においては誤差が収束せず、
学習効果が上がっていないことがわかる。記録密度dと
レーザパワーpを種々に変化させた場合における誤差の
収束状態を示すと、表1のようになる。記録密度dを0
.60(μm/pit)以上にした場合においては、誤
差は完全に収束するが、記録密度をそれよりさらに上げ
ると誤差が収束しなくなることがわかる。
回数(学習パターン数)(横軸)に対する誤差(縦軸)
の様子を示す学習曲線を表している。同図より明らかな
ように、充分な学習を行った後、誤差が減少し、収束す
ることがわかる。この例は記録密度(最も接近した2つ
のピットの中心間の距離)dを0.60(μm/pit
)とし、レーザパワーpを8.1(mw)とした場合で
ある。これに対して記録密度dを0.52(μm/pi
t)とし、レーザパワーpを7.3(mw)とした場合
における学習曲線は図7に示すようになる。この図から
明らかなように、この場合においては誤差が収束せず、
学習効果が上がっていないことがわかる。記録密度dと
レーザパワーpを種々に変化させた場合における誤差の
収束状態を示すと、表1のようになる。記録密度dを0
.60(μm/pit)以上にした場合においては、誤
差は完全に収束するが、記録密度をそれよりさらに上げ
ると誤差が収束しなくなることがわかる。
【0027】シグモイド関数(ステップ関数)は単調増
加関数であり、各ユニットの出力を0あるいは1の値に
振り分ける働きをしている。従って、ニューラルネット
ワークの評価をするには、出力ユニットの出力ではなく
、出力ユニットのシグモイド関数(ステップ関数)を作
用させる前の中間層のユニットからの入力を重み付けし
た値の和Oeが適していると考えられる。評価用データ
の標本数を約8,000とし、0および1のデータをほ
ぼ同数とし、記録密度dを0.52,0.56または0
.60(μm/pit)、レーザパワーpを6.5,7
.3または8.1(mw)に変化させた場合における値
Oeの度数分布を示すと、図8乃至図16のようになる
。図中黒い3角のマークは0のデータを、白い4角のマ
ークは1のデータを、それぞれ表わしている。これらの
分布が正規分布に従っているとみなして、平均値mおよ
び標準偏差σを計算した結果を表2に示す。表2におい
て、上段が0のデータに、下段が1のデータにそれぞれ
対応している。この場合においても、記録密度dが0.
60μm/pit以上である場合において、平均値mと
標準偏差σとの比が大きくなり、1と0を分離しやすく
なっていることがわかる。
加関数であり、各ユニットの出力を0あるいは1の値に
振り分ける働きをしている。従って、ニューラルネット
ワークの評価をするには、出力ユニットの出力ではなく
、出力ユニットのシグモイド関数(ステップ関数)を作
用させる前の中間層のユニットからの入力を重み付けし
た値の和Oeが適していると考えられる。評価用データ
の標本数を約8,000とし、0および1のデータをほ
ぼ同数とし、記録密度dを0.52,0.56または0
.60(μm/pit)、レーザパワーpを6.5,7
.3または8.1(mw)に変化させた場合における値
Oeの度数分布を示すと、図8乃至図16のようになる
。図中黒い3角のマークは0のデータを、白い4角のマ
ークは1のデータを、それぞれ表わしている。これらの
分布が正規分布に従っているとみなして、平均値mおよ
び標準偏差σを計算した結果を表2に示す。表2におい
て、上段が0のデータに、下段が1のデータにそれぞれ
対応している。この場合においても、記録密度dが0.
60μm/pit以上である場合において、平均値mと
標準偏差σとの比が大きくなり、1と0を分離しやすく
なっていることがわかる。
【0028】光磁気ディスクをドライブする条件が変化
する場合が考えられる。そこで、学習時に用いたデータ
のパラメータと異なったパラメータの評価用データを用
いて実験を行った。学習はd=0.60μm/pit,
p=8.1mwで行い、dを0.56または0.60に
設定し、pを8.1または7.3に設定した場合におけ
る測定結果は図17または図18に示すようになる。い
ずれの場合も0と1の分離がそれほど困難ではないこと
がわかる。また、これらの場合における平均m、標準偏
差σおよび平均mと標準偏差σとの比を示すと表3のよ
うになる。この場合も上段が0のデータに、下段が1の
データにそれぞれ対応している。
する場合が考えられる。そこで、学習時に用いたデータ
のパラメータと異なったパラメータの評価用データを用
いて実験を行った。学習はd=0.60μm/pit,
p=8.1mwで行い、dを0.56または0.60に
設定し、pを8.1または7.3に設定した場合におけ
る測定結果は図17または図18に示すようになる。い
ずれの場合も0と1の分離がそれほど困難ではないこと
がわかる。また、これらの場合における平均m、標準偏
差σおよび平均mと標準偏差σとの比を示すと表3のよ
うになる。この場合も上段が0のデータに、下段が1の
データにそれぞれ対応している。
【0029】
【発明の効果】以上の如く請求項1に記載の信号再生装
置によれば、ニューラルネットワークを用いて信号を再
生するようにしたので、正確な読み取りが可能となり、
記録媒体の記録密度を向上させることが可能になる。
置によれば、ニューラルネットワークを用いて信号を再
生するようにしたので、正確な読み取りが可能となり、
記録媒体の記録密度を向上させることが可能になる。
【0030】また、請求項2に記載の信号再生方法によ
れば、学習はシグモイド関数を用いて行い、再生はステ
ップ関数を用いて行うようにしたので、係数を正確に設
定し、かつ、信号再生装置の構成をより簡単にすること
ができる。
れば、学習はシグモイド関数を用いて行い、再生はステ
ップ関数を用いて行うようにしたので、係数を正確に設
定し、かつ、信号再生装置の構成をより簡単にすること
ができる。
【図1】図2における読取回路の一実施例の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】本発明の信号再生装置の一実施例の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図3】図2における読取回路を構成するニューラルネ
ットワークの一実施例の構成を示す図である。
ットワークの一実施例の構成を示す図である。
【図4】図3における各ユニットの入出力特性の関数を
示す図である。
示す図である。
【図5】図1における乗算回路の一実施例の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図6】誤差が収束する場合における学習曲線を示す図
である。
である。
【図7】誤差が収束しない場合における学習曲線を示す
図である。
図である。
【図8】実験結果の測定結果を示す図である。
【図9】実験結果の測定結果を示す図である。
【図10】実験結果の測定結果を示す図である。
【図11】実験結果の測定結果を示す図である。
【図12】実験結果の測定結果を示す図である。
【図13】実験結果の測定結果を示す図である。
【図14】実験結果の測定結果を示す図である。
【図15】実験結果の測定結果を示す図である。
【図16】実験結果の測定結果を示す図である。
【図17】実験結果の測定結果を示す図である。
【図18】実験結果の測定結果を示す図である。
【図19】記録ピットの形状と再生信号の波形を説明す
る図である。
る図である。
【図20】従来の線形フィルタの一例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図21】記録ピットの形状と再生RF信号の波形を示
す図である。
す図である。
【図22】記録ピットの形状と再生RF信号の波形を示
す図である。
す図である。
11乃至1n 遅延回路
21乃至2n 乗算器
3 加算回路
31 光磁気ディスク
34 ヘッド
39 ライトエンコーダ
38 コントローラ
43 アドレスデコーダ
44 トラッキングエラー信号生成回路48 読取
回路 61乃至65 ラッチ回路 71乃至75 乗算回路 81乃至88 加算器 91乃至98 ステップ関数回路 101 テーブル
回路 61乃至65 ラッチ回路 71乃至75 乗算回路 81乃至88 加算器 91乃至98 ステップ関数回路 101 テーブル
【表1】
【表2】
【表3】
Claims (2)
- 【請求項1】 記録媒体に記録された信号を再生する
信号再生装置において、前記記録媒体より再生された再
生信号をA/D変換するA/D変換手段と、 前記A
/D変換手段より出力された信号を読取る予め係数を学
習させたニューラルネットワークよりなる読取手段とを
備えることを特徴とする信号再生装置。 - 【請求項2】 記録媒体に記録された信号を再生する
信号再生方法において、予め所定の係数をシグモイド関
数を用いてニューラルネットワークに学習させるステッ
プと、前記記録媒体より再生された再生信号を、前記ニ
ューラルネットワークによりステップ関数を用いて読取
るステップとを備えることを特徴とする信号再生方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2411124A JPH04216343A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 信号再生装置および方法 |
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KR1019910022721A KR920013299A (ko) | 1990-12-17 | 1991-12-12 | 신호재생장치 및 방법 |
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