信号质量评估装置、信号质量评估方法以及再生装置

摘要

为了增加对高密度记录的再生信号的信号质量评估的精度。输入通过使位信息再生信号经历局部响应均衡和最大似然解码所获得的二值化数据。检测一个或多个特征错误模式，一个或多个特征错误模式是长于PRML解码的约束长度的位模式。特别地，将具有高位错误出现的错误模式假设为特征错误模式。计算所检测的特征错误模式的度量差，并且使用度量差分布产生再生信号质量的指标值。

说明书

技术领域

本公开涉及一种适合于使用局部响应最大似然(PRML)对从记录介 质再生的信号执行解码处理的信号质量评估装置和信号质量评估方法，例 如，涉及一种设置有信号质量评估装置并且执行信息再生的再生装置。

背景技术

例如，有关用作记录介质的实例的光学硬盘，光盘(CD)、数字化通 用光盘(DVD)以及蓝光光盘(BD(注册商标))被广泛使用，阐述了记 录的高密度化历史。

具体地，在BD级的高密度记录情况下，使用被称为局部响应最大似 然(PRML)检测的技术的方法通常被用作位检测方法。

PRML是一种将局部响应过程和最大似然检测技术结合的技术。局部 响应指响应一位输入返回比一个位更长的输出的过程，即，通过输出的多 个输入位做出确定的过程。具体地，以PR(1，2，2，1)表达获得作为 通过使四个连续信息位的输入按照此顺序乘以1、2、2和1并且将结果相 加而获得的信号(通常用于诸如蓝光光盘等的光盘)的再生信号的过程。

最大似然检测是一种定义两个信号字符串之间的被称为路径度量的 距离、确定实际信号与从假定位序列预测的信号之间的距离以及检测提供 最近距离的位序列的方法。此外，路径度量被定义为通过在整个时间段内 以相同次数将两个信号之间振幅的差的平方相加而获得的距离。Viterbi检 测用于搜索提供最近距离的位序列。

结合这些方法的局部响应最大似然是这样一种方法：对从记录介质上 的位信息所获得的信号进行调整，从而使该信号处于被称为均衡器的滤波 器的局部响应过程中，确定所产生的再生信号与假定位序列的局部响应之 间的路径度量，以及对提供最近距离的位序列进行检测。

基于PRML检测的原理，使用指示用于选择路径的Viterbi检测器的 裕度的度量差(也被称为SAM值)分布的方法通常被用作用于评估光盘 的再生信号质量的方法。

例如，上述专利文献1、2、3以及4中公开了即使对传统光盘执行高 密度记录也与PRML的错误率具有满意相关性的信号质量评估方法。

在各种方法中，在实际使用的PRML类型中，通过提取统计地具有高 频错误发生率的几种错误模式、通过获得各种错误模式的指标值、并且通 过集成所获得的指标值来形成指标值。

因为错误模式各自具有不同的度量差分布(分布和变量的平均值)， 所以错误模式不能被处理为单个分布，因此，执行上述操作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP 3857685B

专利文献2：JP 3711140B

专利文献3：JP 4750488B

专利文献4：WO 2010/001588

发明内容

技术问题

同时，例如，执行超过记录层的各个层上相当于40GB的BD超高密 度记录被视为进一步增加常规光盘在线方向上的密度。在这种情况下，出 现信道频率特征的严重下降，尤其是高频部件，并且在线信号的符号间干 扰变得甚至更为强烈；因此，在不引进具有更长约束长度并且与信道的频 率特征吻合的新型PRML类型的情况下，不能获得充分的再生性能。在上 述情况下，当再生信道的频率特征和PRML类型改变时，主导错误模式以 及现有条件也改变。

具体地，由于光学调制传递函数(MTF)的高频截止，所以短标记再 生信号的振幅变得极低，因此，很难获得不仅具有最短标记的再生信号的 振幅，而且很难获得具有第二最短标记的再生信号的振幅。

因此，已经达到这样一种状态，即，不能说明现有的信号质量评估方 法比较合适。

至今，可以以位为单元或者仅通过最短标记的一个位的移位来理解使 用PRML的最大似然解码的错误模式。换言之，仅考虑上述错误模式已足 以表达信号质量。

然而，在超过相当于40GB的BD的超高密度记录条件下，由于上述 所述情况，在使用PRML的最大似然解码的错误模式中出现了包括记录标 记和空间的极性反向的多种新型分块错误。而且，在全部错误率中，上述 错误模式的参与变成主导。因为分块错误模式具有错误传播特征，所以在 一些情况下，出现在10个时钟部分或者更多个时钟部分的极长部分中延 伸的错误。

因而，例如，即使通过检测诸如最短标记的一位一位等错误模式来生 成评估值，也难以说明该评估值反映了实际的错误率。

因此，本公开的目的是即使高密度记录进一步传播也提供能够与错误 率具有强烈相关性的信号评估方法，即，可具有高准确度。

技术方案

根据本公开的信号质量评估装置包括：错误模式检测部，将通过局部 响应均衡化和最大似然解码对位信息的再生信号执行PRML解码处理所 获得的二值化数据输入到错误模式检测部，错误模式检测部被配置为对比 PRML解码处理的约束长度更长的位模式的至少一个特定错误模式进行 检测；度量差(metric difference)计算部，度量差计算部被配置为对由错 误模式检测部所检测的至少一个特定错误模式的度量差进行计算；以及指 标值生成部，指标值生成部被配置为通过使用由度量差计算部所获得的度 量差的分布生成再生信号质量的指标值。

除上述之外，根据本公开的再生设备包括：再生部，再生部被配置为 从记录介质再生位信息的再生信号；和解码部，解码部被配置为通过局部 响应均衡化和最大似然解码对再生信号执行PRML解码处理而对二值化 数据进行解码。

根据本公开的信号质量评估方法包括：在将通过局部响应均衡化和最 大似然解码对位信心的再生信号执行PRML解码处理所获得的二值化数 据输入之后，对比PRML解码处理的约束长度更长的位模式的至少一个特 定错误模式进行检测；对所检测的至少一个特定错误模式的度量差进行计 算；并且使用度量差的分布生成再生信号质量的指标值。

具体地，即使在高密度记录条件下，本公开的技术也可适当地计算再 生信号质量的评估值。

在常规信号质量评估中，所考虑的错误模式仅是孤立的错误并且其长 度仅等于或者短于使用PRML的最大似然解码的约束长度或者所谓的 Viterbi检测的约束长度(PRML约束长度)。为了对应于在高密度记录的 再生信号中变成主导的顺时针错误模式，在本公开中，对比PRML解码过 程的约束长度更长的错误模式执行检测并且使用所检测的错误模式来评 估信号。

发明的有利效果

本公开具有有利的效果，在于在高密度记录的再生信号中，可以获得 与错误率具有强烈相关性的用于信号评估的指标值，即，具有高准确度。

附图说明

[图1]本公开的实施方式的再生装置的框图。

[图2]示出了关于RF信号的最大似然路径和第二路径的示例图。

[图3]其中度量差的分布彼此重叠的示例图。

[图4]示出了评估值与错误率之间的相关性的示例图。

[图5]实施方式的信号质量评估部的框图。

[图6]实施方式的错误模式检测的框图。

[图7]在高密度记录条件下出现的错误的实例的示例图。

[图8]示出了实施方式的特定错误模式的示例图。

[图9]示出了评估值与位错误率之间的相关性的模拟结果的示例图。

[图10]示出了评估值与位错误率之间相关性的模拟结果的示例图。

[图11]示出了实施方式的第二特定错误模式的示例图。

具体实施方式

在下文中，将按照下列顺序描述实施方式的再生装置。应注意，安装 在再生装置1上的信号质量评估部10是在权利要求中所规定的信号质量 评估装置的实例。

<1.再生装置的配置>

<2.使用度量差生成指标值的实例>

<3.信号质量评估部的配置和操作>

<4.变形例>

<1.再生装置的配置>

图1示出了根据本实施方式的设置有信号质量评估装置(信号质量评 估部10)的再生装置1的示例性配置。

在这种情况下，再生信号1被配置为再生来自用作记录介质的实例的 光盘90的信号并且获得用于评估再生信号的质量的指标值Pq。

例如，再生装置1包括再生光盘90的位信息且是可移动介质的光学 拾取器2和将由光学拾取器2读取的信号转换成再生信号(RF信号)的 前置放大器部3。

而且，再生装置1包括执行再生信号(RF信号)的处理的自动增益 控制(AGC)部4、波形均衡化部5、A/D转换部6以及锁相环(PLL) 部7。

而且，再生装置1包括执行PRML解码过程的局部响应(PR)均衡 化部8和最大似然解码部9以及信号质量评估部10和光盘控制器部15。

播放光盘90例如是实现BD均衡化(equivalent)的33.4GB容量的 高密度光盘或者进一步的是例如实现BD均衡化的40GB容量的高密度光 盘。应注意，BD均衡化是指单个记录层的容量在蓝光光盘物理条件下变 为40GB。例如，在光盘上记录位信息的记录线密度的情况下，对于33.4 GB，记录线密度是55.87nm/bit，并且对于40GB来说，记录线密度是46.65 nm/bit。

具体地，本实施方式被配置为使得可获得对来自具有46.65nm/bit或 者更大记录线密度的记录介质的再生信号执行适当再生信号评估的指标。

在再生信号1中，光学头部2通过物镜使激光束汇聚于光盘90的记 录层，接收反射光并且生成再生信号(RF信号)作为指示从光盘90读取 的位信息的模拟信号。

前置放大器部3以预定增益对再生信号进行放大并且将放大信号输出 给AGC部4。

AGC部4基于来自A/D转换部6的输出放大或者衰减来自前置放大 器部3的再生信号的振幅并且将相关信号输出到波形均衡化部5。

波形均衡化部5具有阻断再生信号的高频的低通滤波器(LPF)性能 和阻断再生信号的低频的高通滤波器(HPF)性能，并且在使再生信号波 形成形为具有所需性能的一种之后将再生信号输出给A/D转换部6。

在A/D转换部6中对从波形均衡化部5输出的再生信号执行抽样，从 而再生信号被转换成数字数据。

PLL部7生成与再生信号同步的再生时钟，基于来自A/D转换部6 的输出通过执行PLL过程对再生信号执行了波形均衡化。当在PLL电路 7中生成再生时钟时在A/D转换部6中执行抽样。应注意，尽管未示出， 在PR均衡化部8和最大似然解码部9中也使用再生时钟用于PRML解码， 以及在信号质量评估部10和光盘控制器部15中也使用再生时钟。

使用PR均衡化部8和最大似然解码部9对被转换成数字化数据的再 生信号执行PRML解码，从而获得二值化数据DD作为解码结果。

PR均衡化部8将信道响应均衡化成目标响应，例如，PR(1，2，2， 1)、PR(1，2，2，2，1)。换言之，对数字再生信号执行高频噪音的抑制 和符间干扰的目的性添加。

具体地，例如，本实例假定对光盘执行BD均衡化的40GB或者更大 的高密度记录。例如，在这种情况下，PR均衡化部8将目标响应设置成 PR(1，2，3，3，3，2，1)。PRML解码过程的约束长度是七。

使用PR均衡化部8已经对其执行均衡化过程的再生信号RF(EQ) 被供应至最大似然解码部9以及信号质量评估部10。

例如，最大似然解码部9由Viterbi检测器构成。

对于Viterbi检测，使用包括形成预定长度的连续位作为一个单元的多 种状态和由各种状态之间的转变所表示的分支的Viterbi检测器，并且 Viterbi检测器被配置为从所有可能的位序列对所希望的位序列进行有效 检测。

实际电路设置有两个寄存器，即，被称之为用于各种状态的路径度量 寄存器的寄存器，用于存储局部响应序列与上升至该状态的信号之间的路 径度量；以及被称为路径记忆寄存器的寄存器，用于存储上升至该状态的 位序列(路径记忆)流。电路还设置有用于各个分支的被称为分支度量部 的操作部，以用于计算在该位处的局部响应序列与信号之间的路径度量。

Viterbi检测器可使各个位序列与经过上述所述状态的各条路径一对 一对应。通过顺次地将形成路径(即，分支)的状态间转变的上述分支度 量相加获得经过这些路径的局部响应序列与实际信号(再生信号)之间的 路径度量。

此外，通过比较两条分支或者较晚达到各种状态的路径度量的量级并 且随后选择具有较小路径度量的路径，可选择使上述路径度量为最小的路 径。有关该选择的信息被传输给路径记忆寄存器，凭此，存储表示通过位 序列达到各种状态的路径的信息。路径记忆寄存器的值最终汇聚到使路径 度量最小且被顺序地更新的位序列，并且输出结果。

作为通过最大似然解码部9的解码而获得的结果的二值化数据DD被 输出给光盘控制器部15和信号质量评估部10。

光盘控制器部15通过对二值化数据执行解码过程、错误校正过程等 解调来自光盘90的再生数据。

尽管后面已经给出细节，然而，通过PR均衡化部8对其执行均衡化 过程的再生信号RF(EQ)和二值化数据DD被输入到信号质量评估部10， 并且信号质量评估部10生成用于评估再生信号质量的指标值Pq并且将指 标值Pq输出到光盘控制器部15。光盘控制器部15可利用指标值Pq对再 生信号质量进行评估。

<2.使用度量差生成指标值的实例>

在描述信号质量评估部10的配置之前，将描述使用通过信号质量评 估部10执行的度量差生成指标值Pq的方法。应注意，下面所描述的方法 仅是可应用于本实施方式的一种实例并且本公开的技术不局限于该方法。

根据理解，PRML位检测的方法是这样一种算法：比较从校正位序列 所获得的局部响应序列和再生信号之间的欧式距离(Euclidean distance) (即，用于校正位序列的路径度量)与从错误位序列获得的局部响应序列 与再生信号之间的欧式距离(即，用于错误位序列的路径度量)的大小， 保留较近的路径，即，具有较小路径度量的路径作为较大似然路径，并且 提供在重复此操作之后最终存活的路径(最大似然路径)作为检测结果。

根据该算法，选择用于最终存活路径的候选路径的具有最小路径度量 值的两条最近路径(假设两条最近路径是最大似然路径Pa和第二路径Pb) 的路径度量之间的较大差异表明很可能存在存活路径，而两条最近路径的 路径度量之间的较小差异则表明很可能不存在存活路径，即，存在检测错 误的强大可能性。将参考图2对此进行描述。

图2A和图2B是示出了最大似然路径Pa、第二路径Pb、以及利用PR 均衡化部8对其执行PR均衡化的实际再生信号(再生信号RF(EQ))之 间的关系的示图。

应注意，示出了PR(1，2，2，1)情况以简化附图和描述的。

在图2A和图2B中，图中纵坐标轴上的值“+3、+2、+1、0、-1、-2、 -3”表示PR(1，2，2，1)中所假定的参考水平的值。

图中所示的最大似然路径Pa和第二路径Pb可被视为是用于与再生信 号RF进行最终比较的两条路径。即，将最大似然路径Pa的路径度量值与 第二路径Pb的路径度量值彼此比较，并且选择具有较小路径度量值的路 径作为存活路径。

此外，路径度量是欧几里得距离的总和，即，在以图2中的黑点表示 的相应抽样时间获得其各个值的再生信号RF(EQ)的抽样值与在最大似 然路径Pa(或者第二路径Pb)的对应时间所获得的相应值之间的分支度 量的总和。

图2A与图2B之间的比较表明在图2A的情况中，最大似然路径Pa 与再生信号RF(EQ)之间的欧几里得距离足够近，而第二路径Pb与再 生信号RF(EQ)之间的欧几里得距离足够远。即，最大似然路径Pa的 路径度量值最够小并且第二路径Pb的路径度量值足够大。因此，在这种 情况下，可以确定作为检测路径的最大似然路径Pa是较大似然路径。

另一方面，在图2B中，与图2A相比较，最大似然路径Pa与再生信 号RF(EQ)之间的欧几里得距离增加，并且第二路径Pb与再生信号RF (EQ)之间的欧几里得距离更近。即，在这种情况下，最大似然路径Pa 的路径度量值大于图2A中的路径度量值，而第二路径Pb的路径度量值小 于图2A中的路径度量值。因此，在这种情况下，作为检测路径的最大似 然路径Pa的似然性降低。换言之，在这种情况下，作为另一路径的第二 路径Pb的似然性增加，因此，第二路径Pb为最大似然路径的可能性增加。 因此，替代第二路径Pb中所示的路径，存在错误检测作为作为最大似然 路径Pa的检测路径的强大可能性。

因此，当最大似然路径Pa的路径度量值充分小于第二路径Pb的路径 度量值时，可以确定执行较大似然位检测。

另一方面，当最大似然路径Pa的路径度量值变得较大并且第二路径 Pb的路径度量值变得较小时，可以确定存在作为最大似然路径Pa的检测 路径是错误路径的强大可能性。

当采用PRML方法时，通过最大似然路径Pa的路径度量值与第二路 径Pb的路径度量值之间的差(即，度量差)可以评估检测准确度(再生 信号质量)。

在本实施方式中，该度量差(表示为MD)定位如下。

[数学式1]

$\mathrm{MD}=\underset{i}{\Sigma }{({\mathrm{PB}}_i-R_i)}^2-\underset{i}{\Sigma }{({\mathrm{PA}}_i-R_i)}^2$

其中，PB_i、PA_i以及R_i表示在相同抽样时间的第二路径Pb、最大似 然路径Pa、以及再生信号RF的相应值。

即，在这种情况下，度量差MD被定义为通过从第二路径Pb的路径 度量值减去最大似然路径Pa的路径度量值而获得的值。

当上述等式右边成员中的最大似然路径Pa的路径度量值为零时，即， 当最大似然路径Pa与再生信号RF彼此精确吻合时，度量差MD具有最 大值。即度量差MD是指示度量差MD的值越大，则检测准确度越高(即， 信号质量越好)的信息。

如上所述，上述图2A和图2B表明在最大似然路径Pa与再生信号 RF彼此精确吻合时，第二路径Pb的路径度量是最大似然路径Pa与第二 路径Pb之间的欧几里得距离。因此，上述所述度量差MD的最大值是最 大似然路径Pa与第二路径Pb之间的欧几里得距离的值。

当最大似然路径Pa的路径度量值与第二路径Pb的路径度量值是同一 值时，度量差MD的最小值是零。即，在图2A和图2B的情况下，当再 生信号RF位于最大似然路径Pa与第二路径Pb之间的精确中间位置时， 获得度量差MD的最小值。即，度量差MD的零值表明最大似然路径与第 二路径具有相等似然性，并且由此表明发生错误的最大可能性。

因此，当度量差MD变得更接近于最大似然路径Pa与第二路径Pb之 间的欧几里得距离的值(最大值)时，度量差MD是指示更高检测准确度 的信息，相反，当度量差MD变得更接近于零(最小值)时，度量差MD 是指示更低检测准确度和错误的强大可能性的信息。

因此可以基于最大似然路径Pa的路径度量值与第二路径Pb的路径度 量值之间的差值评估PRML检测时错误的发生率，诸如，通过上述等式1 所获得的度量差MD。

通常，获得诸如最大似然路径Pa的路径度量值与第二路径Pb的路径 度量值之间的差等度量差MD的各个值的变量值等统计信息来评估错误 率。

当采用PRML方法时，最大似然路径与第二路径之间实际上可偶成检 测错误的差值模式(错误模式)局限于一定的范围。

其实例包括一位错误，其中，第二路径的位序列模式的边缘相对于最 大似然路径的位序列模式位移对应于一个位的量，并且因2T消失而产生 的两位错误标记为最短标记。

实际上，在使用PRML解码用于光盘再生的早期阶段中作为错误出现 的错误模式基本上100％的局限于一位错误。因此，通过获得仅针对作为 唯一错误模式的一位错误的度量差分布可以适当地评估信号质量。

然而，最近，随着光盘记录密度的进一步增加，作为实际错误出现的 错误模式不局限于单一模式，并且错误已经发展成多种模式。

因此，至今，在实际使用的PRML类型中，仍通过提取统计具有高频 错误发生率的若干种错误模式、获得各种错误模式的指标值、并且将所获 得的指标值集成来形成指标值。

因为错误模式各自具有不同的度量差分布(分布和变量的平均值)， 所以错误模式不能被处理为单一分布，因此，执行上述操作。

图3示出了针对具有彼此不同欧几里得距离的错误模式的度量差MD 的分布的实例。此外，在图中，纵坐标轴指示抽样频率，并且横坐标轴指 示度量差MD的值。

假设在图3中，例如，三种错误模式PTk(k为1至3)主要地有助 于错误的实际发生，并且图3示出了三种错误模式的度量差MD的分布实 例。

例如，图3中以MD1表示的分布是对应于所谓一位错误的错误模式 PT1的度量差MD的分布，其中，最大似然路径Pa的位序列的位不同于 第二路径Pb的位序列的位的数目是一个。例如，以MD2表示的分布是对 应于通过最短标记位移等产生的所谓两位错误的错误模式PT2的度量差 MD的分布。例如，以MD3表示的分布是对应于三位错误的错误模式PT3 的度量差MD的分布。

顺便提及，在图3中以“MD全体”表示的分布通过在彼此的上部叠 加三种分布MD1至MD3来表示。

在这种情况下，如上所述，最大似然路径的不同位与第二路径的不同 位的数目不同，因此，在错误模式PT1至PT3中，最大似然路径Pa与第 二路径Pb之间的欧几里得距离不同。

通过获得由各个路径跟踪的各值之间的差的平方并且然后获得差的 平方的总和可以计算最大似然路径Pa与第二路径Pb之间的欧几里得距 离。

因此，在这种情况下，使PA_i和PB_i分别是最大似然路径Pa和第二路 径Pb的值，在相同抽样时间，各种错误模式k中的欧几里得距离d_k²可以 表达为

[数学式2]

$d_k^2=\Sigma {({\mathrm{PA}}_i-{\mathrm{PB}}_i)}^2$

假定度量差MD的分布是高斯分布(Gaussian distribution)，在错误模 式k中，每种分布的平均值是最大似然路径Pa与第二路径Pb之间的欧 几里得距离d_k²的值。即，由此假定度量差MD的分布是高斯分布，则分 布平均值是最佳信号质量时度量差MD的值。根据用于计算度量差MD的 上述等式1，最大似然路径Pa与第二路径Pb之间的欧几里得距离的值是 最佳信号质量时的度量差MD的值。

在这种情况下，以欧几里得距离d₁²表示错误模式PT1中最大似然路 径Pa与第二路径Pb之间的欧几里得距离，以欧几里得距离d₂²表示错误 模式PT2中最大似然路径Pa与第二路径Pb之间的欧几里得距离，并且以 欧几里得距离d₃²表示错误模式PT3中最大似然路径Pa与第二路径Pb之 间的欧几里得距离。

如从对度量差MD的之前描述理解，在图3中横坐标轴指示的度量差 MD的值是零的部分，最大似然路径Pa的路径度量值等于第二路径Pb的 路径度量值，因此，检测错误可能性最高。

其中度量差MD的值超过零(小于零)的部分的部分表示实际检测错 误。在PRML中不能观察到该部分。即，尽管由此超过零并且变成负值的 度量差MD的值指第二路径Pb的路径度量值小于最大似然路径Pa的路径 度量值，但是，目前，从描述中可以理解，因为PRML检测方法检测到具 有最小路径度量值的路径作为最大似然路径，所以度量差MD的值可以由 此变成负值是不可能的。因此，实际上，不能观察到该检测错误部分。

如上所述，例如，因为PRML实际上不能观察到检测错误部分，所以 基于下面概念获得评估值。

图4A示出了特定错误模式PTk的度量差MD的分布(MDk)。

顺便提及，在图中，如图3一般，纵坐标轴指示抽样频率，并且横坐 标轴指示度量差MD的值。

如图4中所示，本实施方式通过设置用于度量差MD的值的预定值 (Th_k)并且确定其值小于阀值的度量差MD的值的出现频率(Fk)来评 估错误率。

应当理解的是，其值小于阀值Th_k的度量差MD的值的出现频率(Fk) 与度量差MD<0(位错误率bER)的部分相关。

具体地，例如，与图4A中所示的相比较，当位错误率bER随着信号 质量下降而增加时，分布MDk具有更长延伸的脚线(more extended foot)。 上述发生频率Fk(图中部分Fk的面积)相应增加。即发生频率Fk随着 位错误率bER增加而增加。

另一方面，例如，与图4A相比较，当位错误率bER随着信号质量改 进而降低时，分布MDk具有图4B中所示的更为清晰的形状。在这种情况 下，发生频率Fk也降低。因此，发生频率Fk的值随着位错误率bER降 低而降低。

例如，按照指标值的计算，通过分别设置错误模式PT1、PT2、以及 PT3的度量差MD的各个分布(MD1、MD2、以及MD3)的适当阀值Th_k， 通过检测阀值Th_k以下的各个度量差MD的值的发生频率Fk，并且通过 合计发生频率Fk，则可以获得与实际位错误率具有高相关性的指标值。

应注意，上述是其中通过检测特定错误模式并且获得分布的度量差而 计算评估值的概念的实例。

例如，在上述所述专利文献4中公开了不同于上述使用特定错误模式 的度量差的分布的方法。

在下文中所描述的本实施方式的信号质量评估部10可使用上述方法 计算指标值Pq。

<3.信号质量评估部的配置和操作>

图5中示出了信号质量评估部10的示例性配置。

信号质量评估部10包括错误模式检测部20(20-1，20-2...20-n)、延 迟补偿部21、度量差计算部22(22-1，22-2...22-n)、分布计算部23(23-1， 23-2...23-n)、以及指标值计算部24。

通过利用PR均衡化部8执行局部响应均衡化并且利用最大似然解码 部9执行Viterbi解码对位信息的再生信号执行PRML解码处理所获得的 二值化数据DD被输入到各个错误模式检测部20，并且对比约束长度更长 的位模式的一单个或多个特定错误模式进行检测。然后，根据检测，输出 检测标记Fdet。

各个错误模式检测部20对特定错误模式进行检测。在附图中，示出 了作为错误模式检测部20的n件错误模式检测部20-1、20-2、...20-n，设 置其中的至少一件或者多件。

特定错误模式是被视为统计再生系统中具有高错误发生频率的错误 模式。

例如，如上所述，在本实施方式中，设置了PR(1，2，3，3，3，2， 1)并且在PR均衡化部8和最大似然解码部9中所执行的PRML解码过 程的约束长度是7。在这种情况下，在错误模式检测部20中所检测的并且 是比约束长度更长的位模式的特定错误模式是下列错误模式Pta、PTb、以 及PTc。

PTa：当以“1”表达在发生位反转的部分时变成“10111101”的8位 模式。

PTb：当以“1”表达发生位反转的部分时变成“1011110111101”的 13位模式。

PTc：当以“1”表达发生位反转的部分时变成“10111100111101”的 14位模式。

应注意，在上述中，发生位反转的部分是其中校正模式和非校正模式 中的“1”和“0”不同的部分。

而且，在校正模式和非校正模式中，位模式在于不仅“1”部分中的 一些不同，而是“1”部分中的全部皆不同。

如上所述，当检测特定错误模式并且获得指标值时，选择错误发生频 率中占主导的错误模式并且使用其分布。

因此，当用作主导错误模式(dominant error pattern，主错误模式)的 特定错误模式是一种时，则错误模式检测部20的数目可为一(例如，只 有错误模式检测部20-1)，而且，当存在两种主导错误模式并且当用于计 算指标值的特定错误模式的数目有两种时，则可提供两种错误模式检测部 20(例如，错误模式检测部20-1和20-2)。就这种意义而言，“n”是所选 择的特定错误模式的数目。

因为度量差计算部22和分布计算部23各自被设置成对应于错误模式 检测部20，所以“n”对度量差计算部22和分布计算部23的含义与上述 相似。

在本实施方式中，上述所述三种错误模式Pta、PTb、以及PTc被假定 为是特定错误模式，例如，在这种情况下，提供错误模式检测部20-1、20-2、 以及20-3。

而且，错误模式检测部20-1执行检测错误模式PTa的操作，错误模 式检测部20-2执行检测错误模式PTb的操作，并且错误模式检测部20-3 执行检测错误模式PTc的操作。

图6中示出了错误模式检测部20的示例性配置。单个错误模式检测 部20包括位移寄存器31、错误模式生成部32、或操作部33、以及运行长 度限制检查部34。

在错误模式检测部20中，首先，位移寄存器31接收用作二值化数据 DD的输入位流，因此，获取了与特定错误模式具有相同时钟区间的数据。 例如，当8位特定错误模式PTa是检测目标时，则获取具有八个时钟区间 的数据。然后，具有时钟区间的数据被输入到或操作部33(输出X1)。

而且，错误模式生成部32输出特定错误模式。例如，8位模式 “10111101”被输出到作为特定错误模式PTa的排他的或操作部33(输出 X2)。

在或操作部33中，执行来自位移寄存器31的位模式(X1)与特定错误模 式(X2)的EXOR操作。换言之，其中在“1”存在于特定错误模式PTa 的“10111101”中的各个位的部分中反转来自位移寄存器31的位模式中 的位。上述操作结果Y被供给运行长度限制检查部34。

而且，运行长度限制检查部34检验异或操作结果Y是否满足调制代 码的运行长度限制。

换言之，作为具有对应于特定错误模式PTa的错误发生可能性的最大 似然路径和第二路径，从位移寄存器31被供给或操作部33的由8个位组 成的位模式和其中将“1”存在于特定错误模式PTa的“10111101”中的 部分中的各个位反转的由8个位组成的位模式彼此相关。应注意，仅在异 或操作的结果的8位模式满足运行长度限制时建立上述关系。如果不满足 运行长度限制，则异或操作的结果的8位模式从开始就不是错误检测的位 序列。

因此，满足运行长度限制的异或操作结果指已经对错误模式进行了检 测，并且在这种情况下，从运行长度限制检查部34输出检测标记Fdet。

在上述中，例如，已经给出检测特定错误模式PTa的错误模式检测部 20-1的操作的实例；然而，同样适用于检测特定错误模式PTb的错误模式 检测部20-2和检测特定错误模式PTc的错误模式检测部20-3的配置和操 作。

例如，在检测特定错误模式PTb的错误模式检测部20-2中，位移寄 存器31将具有13个时钟区间的二值化数据DD供给或操作部33。而且， 错误模式生成部32将13位模式“1011110111101”供给作为特定错误模式 PTb的或操作部33。而且，当上述异或操作结果满足运行长度限制时，输 出检测标记Fdet。

返回参考图5，图1中PR均衡化部8输出的再生信号RF(EQ)被输 入给延迟补偿部21。延迟补偿部21对已经对其执行PR均衡化且纳入最 大似然解码部9中的Viterbi检测处理和错误模式检测部20中的检测处理 考虑的再生信号波形执行延迟补偿，并且确保从错误模式检测部20输出 的检测标记Fdet与再生信号RF(EQ)之间同步。

度量差计算部22(22-1，22-2...22-n)分别被设置成对应于错误模式 检测部20(20-1，20-2...20-n)。

对各个度量差计算部22提供有来自对应的错误模式检测部20的检测 标记Fdet和经由延迟补偿部21的再生信号RF(EQ)。

而且，在各个度量差计算部22中，获得检测特定错误模式时与再生 信号RF(EQ)相关联的度量差。

应注意，从上述数学式2可以理解，尽管需要最大似然路径的信息和 第二路径的信息以及再生信号RF(EQ)的信息以便来计算度量差，然而， 每个度量差计算部22可从再生信号RF(EQ)的信息和检测标记Fdet的 信息获得最大似然路径和第二路径。例如，特定错误模式PTa的检测标记 Fdet被供给度量差计算部22-1，特定错误模式是在错误模式检测部20-1 中所检测的8时钟区间“10111101“。在这种情况下，在相关区间的再生 信号RF(EQ)中，与其中“1”反转的所有部分的一些有关的位流变成 最大似然路径和第二路径。

分布计算部23(23-1，23-2...23-n)计算在度量差计算部22(22-1， 22-2...22-n)中分别获得的度量差的分布。例如，获得图3和图4中所描 述的分布。因此，可以获得指示每种特定错误模式的检测余量的度量差分 布。

指标值计算部24使用在分布计算部23(23-1，23-2...23-n)中所获得 的特定错误模式的分布来计算总体指标值Pq并且将所计算的指标值Pq输 出给图1中的光盘控制器部15。

换言之，分布计算部23和指标值计算部24通过使用在度量差计算部 22中所获得的度量差分布来执行生成再生信号质量的指标值(生成指标值 Pq)的处理。具体处理可以是图2和图3中所描述的一些处理或者可以是 专利文献4中所描述的处理，例如，可以考虑各种实例。

本实施方式的信号质量评估部10配置如上。

在上述情况中，在本实例中，具体地，上述所述特定错误模式Pta、 PTb、以及PTc被用作经受检测的特定错误模式。

将给出上述原因。

在本实施方式中，例如，光盘90被假定为是具有46.65nm/bit或者更 大的记录线密度的一种光盘，即，实现BD相当的40GB容量的高密度光 盘。

当执行超高密度记录时，通道(channel)的频率特征显著下降，尤其 是高频部件，并且再生信号的符号间干扰变得极其强烈；因此，在不导入 具有更长约束长度并且符合通道频率特征的新型PRML类型的情况下，不 能获得充分再生性能。

在上述情况中，当再生通道的频率特征和PRML类型改变时，主导错 误模式以及常规条件也改变。

具体地，由于光学调制传递函数(MTF)的高频截止，所以短标记再 生信号的振幅变得极低，因此，不仅很难获得具有最短标记的再生信号的 振幅，而且很难获得具有第二最短标记的再生信号的振幅。

由于上述情况，至今，尽管以位为单位或者通过最短标记的一位位移 (换言之，只考虑足以表达信号质量的上述错误模式)理解了使用PRML 的最大似然解码的错误模式，然而，在超高密度记录条件下，如图7所示， 出现了包括记录标记和空间的极性反向的多个新型分块错误。因此，在全 部错误率中，上述顺时针错误模式的贡献变为主导。

因为分块错误模式具有错误传播特征，所以在一些情况中，出现延伸 横跨在10个时钟区间或者更多个时钟区间的极长区间的错误。

图7中是在通过PRML类型PR(1，2，3，3，3，2，1)ML已检测 来自相当于40GB的BD的线密度的光学模拟波形时出现的错误的示例性 实例。

相对于以虚线描述的记录数据模式(校正模式)，实际上，在以实线 所描述的14时钟区间中已经检测了未经校正的二值化数据DD。

在示图的下部示出了出现错误的位模式。在这种情况下，尽管记录位 信息(换言之，校正模式)是“10001100001100”，然而，所检测的位信 息(其中出现错误的模式)是“00110000110001”。

在上述情况中，当以“1”表达其中校正模式与非校正模式之间发生 位反转的部分时，获得“10111100111101”。换言之，上述是对应于上述所 述特定错误模式PTc的错误发生的实例，并且通过比较校正模式与其中出 现错误的模式就可以理解，不仅伴随着相位位移，而且还伴随有诸如极性 反向等错误。

在常规信号质量评估过程中，已经考虑错误模式仅被孤立的错误并且 其长度比使用PRML的最大似然解码的约束长度短，即，所谓Viterbi检 测的约束长度。然而，当上述所述分块错误变成主导时，使用常规错误模 式的指标值与再生信号质量之间的相关性变弱。换言之，指标值的值变成 不能适当表达再生信号质量的值。

因此，本实施方式考虑在BD相当的40GB或者更大的高密度记录中 占主导的分块错误模式，对比Viterbi约束长度更长的错误模式重新执行检 测，并且将其整合到信号评估中。

由于上述原因，所以上述所述特定错误模式Pta、PTb、以及PTc是用 于评估信号质量的错误模式，作为比PRML约束长度更长的模式。

图8A示出了特定错误模式Pta、PTb、以及PTc及其特定示例性模式。

在图8A中，粗线框内指示为“位错误”的线对应于特定错误模式Pta、 PTb、以及PTc。换言之，其是其中校正模式与非校正模式之间发生的位 反转的部分被设置为“1”的模式。

特定错误模式PTa是“10111101”，并且对应的校正模式和非校正模 式的实例分别是“10001100”和“00110001”。

特定错误模式PTb是“1011110111101”，并且对应的校正模式和非校 正模式的实例分别是“1000110001100”和“0011000110001”。

特定错误模式PTc是“10111100111101”，并且对应的校正模式和非 校正模式的实例分别是“10001100001100”和“00110000110001”，即， 图7中所示的模式。

在本实施方式中，提供三种错误模式检测部20-1至20-3作为图5中 的错误模式检测部20-1至20-n。而且，三种错误模式检测部20-1至20-3 对对应于特定错误模式Pta、PTb、以及PTc的位模式进行检测。而且，如 上所述，当对特定错误模式进行检测时，从度量差的分布计算指标值。

应注意，在上述情况中，如果特定错误模式Pta、PTb、以及PTc实际 上不是主导错误模式，则指标值Pq不适用。

现在，在被转换成相当于44GB的BD记录线密度的情况下，检验位 错误中各种模式的发生频率，图8B中示出了结果。

即，特定错误模式PTa为53.7％，特定错误模式PTb为17.1％，特定 错误模式PTc为7.6％，并且其他模式为21.5％。

换言之，可以看出覆盖总错误数目约80％的三种特定错误模式Pta、 PTb、以及PTc的主导状态。在这种情况下，通过基于特定错误模式Pta、 PTb、以及PTc计算指标值Pq，可以说明该值与位错误率具有强烈的相关 性并且具有高准确度。

图9和图10中示出了模拟结果。

图9和图10各自示出了在光学模拟模型中信号质量评估值与位错误 率之间的相关性。横坐标轴是指标值并且纵坐标轴是位错误率(bER)。以 黑色三角形和黑色正方形绘制所计算的指标值。当假定是高斯噪音时，示 图中以TH表示的实线时指标值与位错误率之间的关系的理论值。

例如，图9A和图10A对应于其中包括所有新型特定错误模式Pta、 PTb以及PTc以及比约束长度更短的常规特定错误模式并且其中通过执行 与专利文献4中所示出的计算相似的计算而获得对各种分布的评估值的实 施方式。图9B和图10B是其中仅通过常规特定错误模式而获得评估值的 比较例。

应注意，图11中示出了常规特定错误模式的实例。错误模式PTd1是 对应于边缘位移的位错误的模式并且错误模式PTd2是对应于了连续2T 位移的位错误的模式。

图9是其中使用PR(1，2，2，2，1)ML(即，5字节PRML)对被 转换成33GB的BD线密度条件执行检测的情况。在上述条件下，期望与 理论值和两种方法极其吻合的比较例和实施方式具有高准确度的指标值 Pq。

在图10中，使用PR(1，2，3，3，3，2，1)ML(即，7字节PRML) 对被转换成BD的40GB超高线密度条件执行检测，该条件大大超越了常 规光盘。在上述条件下，在图10B的比较例结果中，指标值Pq极大地偏 离理论值并且评估由于实机条件下的各种信号劣化因素，所以指标值与错 误率之间的相关性可以变化，从而导致指数准确度严重下降。

同时，在图10A的实施方式中，即使在上述线密度条件下，指标值 Pq也以与在常规光盘条件下的相似方式与理论值吻合，因此，甚至在实 机条件下也可以期望高准确度(与错误率的相关性)。

如上所述，使用PR(1，2，3，3，3，2，1)ML执行检测并且在PRML 解码过程中在PR均衡化部8和最大似然解码部9中所执行的约束长度是 七。在这种情况下，例如，错误模式检测部20对特定错误模式PT1 “10111101”、PT2“1011110111101”、以及PT3“10111100111101”(每种 模式中的“1”指示发生位反转的部分)执行检测。而且，计算特定错误 模式的度量差并且使用度量差分布生成再生信号质量的指标值Pq。因此， 可以获得用作具有高准确度的信号质量评估值的指标值。

<4.变形例>

尽管上面已经给出对实施方式的描述，然而，可以构思出实施方式的 各种变形。

首先，对于遵循检测的特定错误模式，并非需要使用所有的上述所述 特定错误模式Pta、PTb以及PTc。

而且，当比PRML约束长度更长的位模式的特定错误模式(Pta、PTb、 PTc等)被称之为第一特定错误模式时，则可以结合使用比PRML约束长 度更短的位模式的第二特定错误模式(例如，图11中的PTd1、PTd2等)。

因此，下列示例性配置可被视为信号质量评估部10的具体实例。应 注意，在下文中，所提及的“算法处理系统”表示错误模式检测部20、度 量差计算部、以及分布计算部23的处理系统，即，算法处理系统表示对 应于单一特定错误模式的处理系统。上述所述实施方式中的图5描述了存 在n中算法处理系统；下面是其具体实例。

实例1：提供单一算法处理系统(n＝1)并且使用特定错误模式PTa 计算指标值Pq的示例性配置。

实例2：提供单一算法处理系统(n＝1)并且使用特定错误模式PTb 计算指标值Pq的示例性配置。

实例3：提供单一算法处理系统(n＝1)并且使用特定错误模式PTc 计算指标值Pq的示例性配置。

实例4：提供两种算法处理系统(n＝2)并且使用特定错误模式PTa和 PTb计算指标值Pq的示例性配置。

实例5：提供两种算法处理系统(n＝2)并且使用特定错误模式PTa和 PTb计算指标值Pq的示例性配置。

实例6：提供两种算法处理系统(n＝2)并且使用特定错误模式PTb和 PTc计算指标值Pq的示例性配置。

实例7：提供三种算法处理系统(n＝3)并且使用特定错误模式PTa、 PTb、以及PTc计算指标值Pq的示例性配置。

实例8：提供两种或者多种算法处理系统(n大于或者等于2)并且使 用第一特定错误模式中的一种(例如，或者Pta、PTb、以及PTc中的一种) 和单一或者多种第二特定错误模式计算指标值Pq的示例性配置。

实例9：提供三种或者多种算法处理系统(n大于或者等于3)并且使 用作为第一特定错误模式的两种特定错误模式和单一或者多种第二特定 错误模式计算指标值Pq的示例性配置。

实例10：提供四种或者多种算法处理系统(n大于或者等于4)并且 使用作为第一特定错误模式的三种特定错误模式和单一或者多种第二特 定错误模式计算指标值q的示例性配置。

在实例1至10中，通过使用至少一个第一特定错误模式(例如，或 者Pta、PTb、以及PTc中的一种或者多种)，可以计算与位错误率具有强 烈相关性的指标值Pq，尤其与40GB的BD相等的高密度记录。

而且，在本实例中，给出了作为实例的PR(1，2，3，3，3，2，1) ML检测；然而，再生设备的配置不局限于上述。

例如，在BD相等的40GB记录线密度情况下高效(即，可充分减少 错误并且可运行到实际应用中)的PR类型情况中，特定错误模式Pta、 PTb、以及PTc是主导模式；因此，即使采用其他的PR类型，本公开的 技术也具有高效性。

而且，不同于上述所述特定错误模式PT1、PT2以及PT3的模式可被 视为比约束长度更长的特定错误模式。可以根据高密度记录和频率特征所 选择的PR类型选择具有对应于分块错误的较长部分(超越约束长度的部 分)的特定错误模式。

而且，本公开的技术可广泛应用于对从记录介质再生的位信息进行解 码和对所传输的位信息进行解码。记录介质不局限于光盘并且假定了任何 记录介质。

此外，本技术还可被配置如下。

(1)一种信号质量评估装置，包括：

错误模式检测部，将通过局部响应均衡化和最大似然解码对位信息的 再生信号执行PRML解码过程所获得的二值化数据输入到所述错误模式 检测部中，所述错误模式检测部被配置为对比所述PRML解码过程的约束 长度更长的位模式的至少一个特定错误模式进行检测；

度量差计算部，所述度量差计算部被配置为对通过所述错误模式检测 部所检测的所述至少一个特定错误模式的度量差进行计算；以及

指标值生成部，所述指标值生成部被配置为使用通过所述度量差计算 部所获得的所述度量差的分布生成再生信号质量的指标值。

(2)根据(1)所述的信号质量评估装置，其中：

当所述约束长度是7时，当以“1”表达其中出现位反转的部分时， 所述至少一个特定错误模式中的至少一个是“10111101”的8位模式。

(3)根据(1)或(2)所述的信号质量评估装置，其中：

当所述约束长度是7时，当以“1”表达其中出现位反转的部分时， 所述至少一个特定错误模式中的至少一个是13位模式“1011110111101”。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的信号质量评估装置，其中，

当所述约束长度是7时，当以“1”表达其中出现位反转的部分时， 所述至少一个特定错误模式中的至少一个是14位模式“10111100111101”。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的信号质量评估装置，其中，

当比所述约束长度更长的所述位模式的所述至少一个特定错误模式 是第一特定错误模式时，

除所述第一特定错误模式之外，所述错误模式检测部对比所述约束长 度更短的位模式的至少一个第二特定错误模式执行检测；并且

所述度量差计算部对由所述错误模式检测部所检测的所述至少一个 第一特定错误模式和所述至少一个第二特定错误模式中的每种的度量差 进行计算。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的信号质量评估装置，其中，

所述位信息的所述再生信号是从记录介质再生的信号，在所述记录介 质上，已经以44.65nm/bit或者更高的记录线密度记录了位信息。

参考标号列表

1    再生装置

8PR    均衡化部

9    最大似然解码部

10     信号质量评估部

20(20-1...20-n)      错误模式检测部

21      延迟补偿部

22(22-1...22-n)      度量差计算部

23(23-1...23-n)      分布计算部

24      指标值计算部