CN102543111B - 光信息再现装置和光信息再现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供光信息再现装置和光信息再现方法，对于从全息图像再现的二维数据中的因位置导致的再现质量的差异的问题，通过进行对应该问题的均衡处理，提高页整体的信号质量。在从光信息记录介质再现二维页数据时，将再现的二维页数据分割成规定大小的多个区域，对分割而得的二维区域组各自进行自适应均衡，然后将它们结合，以回到原来的二维页数据的状态。

Description

光信息再现装置和光信息再现方法
技术领域
本发明涉及利用全息术从光信息记录介质中再现信息的装置和方法。
背景技术
当前，通过利用蓝紫色半导体激光的Blu-ray Disc(蓝光光盘，BD)标准，在民用中，具有50GB左右的记录密度的光盘的产品化也变得可能。今后，期望在光盘中也能实现100GB～1TB这样的与HDD(HardDisc Drive，硬盘驱动器)容量相同程度的大容量化。然而，为了在光盘中实现这样超高密度，需要与以往的基于短波长化和物镜高NA化的高密度化技术不同的基于新方式的高密度化技术。
在进行下一代的存储技术相关的研究中，利用全息术来记录数字信息的全息记录技术得到了关注。全息记录技术，是使通过空间光调制器二维调制而得的具有页数据的信息的信号光，在记录介质的内部与参考光重叠，利用此时产生的干涉条纹图样(pattern)在记录介质中产生折射率调制，来记录信息的技术。
在信息再现时，对光信息记录介质照射与记录时使用的参考光相同的光。此时，光信息记录介质中记录的全息图像像衍射光栅一样起作用，作为衍射光，再现出包括相位信息在内均与记录时的信号光相同的光。再现的光，利用CMOS或CCD等光检测器以二维的方式高速地进行检测。这样，在全息记录技术中，利用全息术能够将二维信息一次性地记录在光信息记录介质上，并能够再现该信息，此外，还能够在光信息记录介质的同一位置重复写入多个二维数据，因此能够实现高速且大容量的信息的记录再现。
作为全息记录技术，例如有日本特开2004-272268号公报(专利文献1)。该公报中记载了所谓角度复用记录方式，即，在通过透镜将信号光束会聚到光信息记录介质上的同时，照射平行光束的参考光使之与信号光束产生干涉，进行全息图像的记录，并且，在改变参考光入射到光记录介质的入射角度的同时，在空间光调制器上显示不同的页数据，进行复用记录。此外，在该公报中还记录了如下技术：利用透镜使信号光会聚，并在其束腰配置开口(空间滤波器)，由此能够缩短相邻的全息图像之间的间隔，与以往的角度复用记录方式相比增大了记录密度和容量。
此外，作为全息记录技术，例如有WO2004-102542号公报(专利文献2)。在该公报中记载了使用移位复用方式的例子，即，在一个空间光调制器上，使来自内侧的像素的光为信号光，使来自外侧的环形的像素的光为参考光，利用同一透镜将两光束会聚在光信息记录介质上，使信号光与参考光在透镜的焦平面附近发生干涉，来记录全息图像。
作为全息再现中的均衡技术，例如有日本特开2006-267539号公报(专利文献3)。在该公报中，记载了为了有效地除去关注像素从周围像素受到的码间干扰(Intersymbol interference)，基于进行临时判定而得的二值化数据的模式(特征)来选择滤波系数的技术。
专利文献1：日本特开2004-272268号公报
专利文献2：WO2004-105524号公报
专利文献3：日本特开2006-267539号公报
发明内容
不过，从全息图像再现的被称为页(page)的二维数据中，存在码间干扰的状况随页内的位置的不同而不同，导致再现质量不同的问题。
然而，对于上述问题，在以往公开的根据页来使滤波系数自适应的页自适应型的均衡处理中，由于是根据一页来计算一个滤波系数的，因此存在难以充分应对同一页内的码间干扰的差异的问题。此外，在专利文献3中记载的基于邻接像素的状态来使滤波系数变化的均衡处理中，仅根据邻接像素的ON/OFF(开/关)状态决定滤波系数，并没有考虑页内的码间干扰，因此同样地留下了难以充分应对上述问题的问题。
本发明的目的在于，通过进行对应了因再现页内的位置而导致的再现质量的差异的均衡处理，提高页整体的信号质量。
作为可达到本发明的目地的一个例子，在从光信息记录介质再现二维页数据时，将再现的二维页数据分割成多个区域组，对分割后的二维区域组各自进行自适应均衡，再将它们结合以回到原来的二维页数据的状态。
例如，本发明的光信息再现装置，利用全息术来再现信息，其特征在于，包括：拾取器，从光信息记录介质再现二维信号；分割单元，将由上述拾取器再现的二维信号分割成至少2个以上的二维信号组；自适应均衡电路，将从上述分割单元输出的二维信号组均衡成规定的目标特性；结合单元，将从上述自适应均衡电路输出的二维信号组结合；和二值化电路，对从上述结合电路输出的二维信号进行二值化。
此外，本发明的光信息再现装置，利用全息术来再现信息，其特征在于，包括：拾取器，从光信息记录介质再现二维信号；第一系数运算电路，求取用于将由上述拾取器再现的二维信号均衡成规定的目标特性的滤波系数；分割单元，将再现的二维信号分割成二维信号组；第二系数运算电路，以之前求得的滤波系数作为初始值，求取用于将从上述分割电路输出的二维信号组均衡成目标特性的滤波系数；滤波器，利用从上述第二系数运算电路输出的系数，均衡上述二维信号组；结合单元，将从上述滤波器输出的二维信号组结合成被上述分割电路分割之前的二维信号的状态；和二值化电路，对从上述结合电路输出的二维信号进行二值化。
此外，本发明的光信息再现装置，利用全息术来再现信息，其特征在于，包括：拾取器，从光信息记录介质再现二维信号；分割单元，将再现的已知的二维信号和包含用户数据的二维信号分割成二维信号组；系数运算电路，求取用于将分割上述已知的二维信号而得的二维信号组均衡成规定的目标特性的滤波系数；滤波器，利用从上述系数运算电路输出的系数，均衡上述包含用户数据的二维信号组；结合单元，将从上述滤波器输出的二维信号组结合成被上述分割电路分割之前的二维信号的状态；和二值化电路，对从上述结合电路输出的二维信号进行二值化。
此外，本发明的光信息再现方法，利用全息术来再现信息，其特征在于，包括：从光信息记录介质再现二维信号的步骤；将再现的二维信号分割成二维信号组的分割步骤；将上述分割步骤中得到的二维信号组均衡成规定的目标特性的自适应均衡步骤；将上述自适应均衡步骤中得到的二维信号组结合的结合步骤；和对上述结合步骤中得到的二维信号进行二值化的二值化步骤。
此外，本发明的光信息再现方法，利用全息术来再现信息，其特征在于，包括：从光信息记录介质再现二维信号的步骤；第一系数运算步骤，求取用于将再现的二维信号均衡成规定的目标特性的滤波系数；分割步骤，将再现的二维信号分割成二维信号组；第二系数运算步骤，以之前求得的滤波系数作为初始值，求取用于将上述分割步骤中得到的二维信号组均衡成目标特性的滤波系数；滤波步骤，利用上述第二系数运算步骤中得到的系数，均衡上述二维信号组；结合步骤，将上述滤波步骤中得到的二维信号组结合成被上述分割步骤分割之前的二维信号的状态；和二值化步骤，对上述结合步骤中得到的二维信号进行二值化。
此外，本发明的光信息再现方法，利用全息术来再现信息，其特征在于，包括：从光信息记录介质再现二维信号的步骤；分割步骤，将再现的已知的二维信号和包含用户数据的二维信号分割成二维信号组；系数运算步骤，求取用于将分割上述已知的二维信号而得的二维信号组均衡成规定的目标特性的滤波系数；滤波步骤，利用上述系数运算步骤中得到的系数，均衡上述包含用户数据的二维信号组；结合步骤，将上述滤波步骤中得到的二维信号组结合成被上述分割步骤分割之前的二维信号的状态；和二值化步骤，对上述结合步骤中得到的二维信号进行二值化。
根据本发明，通过将页分割为多个区域组进行均衡处理，能够有效地除去同一页内的因位置不同而导致状况不同的码间干扰。
附图说明
图1是表示光信息记录再现装置的实施例的结构图。
图2是表示光信息记录再现装置中的拾取器的实施例的图(记录时)。
图3是表示光信息记录再现装置中的拾取器的实施例的图(再现时)。
图4是表示光信息记录再现装置的动作流程的实施例的图。
图5是表示同一页中的再现质量的差异的例子的概要图。
图6是表示实施滤波的区域与FIR滤波器的结构的例子的图。
图7(a)、(b)是表示将页分割，计算滤波系数组时的分割例的图。
图8是表示实施例1中的动作流程的例子的图。
图9是表示实施例1中的光信息记录再现装置的结构例的图。
图10(a)、(b)是表示实施例2中使分割区域结合的方法的例子的图。
图11是表示实施例2中的动作流程的例子的图。
图12是表示实施例2中的光信息记录再现装置的结构例的图。
图13是表示实施例3中的动作流程的例子的图。
图14是表示实施例3中通过自适应均衡来进行系数组的更新的顺序的例子的图。
图15是表示实施例3中的光信息记录再现装置的结构例的图。
图16是表示实施例4中定期地记录已知页的例子的图。
图17是表示实施例4中的动作流程的例子的图。
图18是表示实施例4中的光信息记录再现装置的结构例的图。
附图标记说明：
1……光信息记录介质、10……光信息记录再现装置、11……拾取器、12……相位共轭光学系统、13……盘Cure(固化)光学系统、14……盘旋转角度检测用光学系统、50……旋转电机、81……访问控制电路、82……光源驱动电路、83……伺服信号生成电路、84……伺服控制电路、85……信号处理电路、86……信号生成电路、87……光闸(shutter)控制电路、88……盘旋转电机控制电路、89……控制器、201……光源、202……准直透镜、203……光闸、204……1/2波片、205……偏振分束器、206……信号光、207……参考光、208……扩束器、209……相位掩模板、210……中继透镜、211……偏振分束器、212……空间光调制器、213……中继透镜、214……空间滤波器、215……物镜、216……偏振方向变换元件、217……反射镜、218……反射镜、219……反射镜、220……致动器、221……透镜、222……透镜、223……致动器、224……反射镜、225……光检测器、351……页对位电路、352……去过采样(才一バ一サンプリング解除，过采样去除)电路、353……页分割电路、354……均衡电路、355……二值化电路、356……滤波系数运算电路、357……可变FIR滤波器、358……二值化电路、359……页结合电路、360……页结合电路、361……页分割电路、364……图像提取电路、365……误差计算电路、366……滤波系数运算电路、367……可变FIR滤波器、368……已知页判断电路
具体实施方式
下面针对本发明的实施例进行说明。
参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示利用全息术来记录和/或再现数字信息的光信息记录介质的记录再现装置的结构例的框图。
光信息记录再现装置10具有拾取器11、相位共轭光学系统12、盘Cure(固化)光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14和旋转电机50，采用光信息记录介质1能够通过旋转电机50旋转的结构。
拾取器11的作用是，对光信息记录介质1出射参考光和信号光，利用全息术来将数字信息记录在光信息记录介质上。此时，要记录的信息信号被控制器89经由信号生成电路86送入拾取器11的空间光调制器中，信号光由空间光调制器调制。
在对记录在光信息记录介质1上的信息进行再现时，在相位共轭光学系统12中生成从拾取器11出射的参考光的相位共轭光。在此，相位共轭光是在与输入光保持同一波前的同时向反方向行进的光波。通过相位共轭光再现的再现光由拾取器11内的后述的光检测器检测，利用信号处理电路85再现信号。
照射到光信息记录介质1上的参考光和信号光的照射时间，能够通过由控制器89经由光闸控制电路87控制拾取器11中的光闸的开闭时间来进行调整。
盘Cure光学系统13的作用是，生成光信息记录介质1的预固化(pre-cure)和后固化(post-cure)中使用的光束。预固化是指在光信息记录介质1中的期望位置记录信息时，在对该期望位置照射参考光和信号光之前，预先照射规定的光束的前工序。此外，后固化是指在光信息记录介质1中的期望位置记录信息后，为了使该期望位置不能再进行追加记录而照射规定的光束的后工序。
盘旋转角度检测用光学系统14用于检测光信息记录介质1的旋转角度。在要将光信息记录介质1调整到规定的旋转角度的情况下，能够利用盘旋转角度检测用光学系统14检测与旋转角度相应的信号，使用检测出的信号，由控制器89经由盘旋转电机控制电路88来控制光信息记录介质1的旋转角度。
从光源驱动电路82向拾取器11、盘Cure光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14中的光源供给规定的光源驱动电流，从各光源能够以规定的光量发射光束。
此外，拾取器11以及盘Cure光学系统13设置有能够使其位置沿着光信息记录介质1的半径方向滑动的机构，能够经由访问控制电路81进行位置控制。
不过，利用全息术的角度复用原理的记录技术，存在对参考光角度偏差的容许误差变得极小的趋势。
因此，需要在拾取器11中设置对参考光角度的偏差量进行检测的机构，并在光信息记录再现装置10中配备用于在伺服信号生成电路83生成伺服控制用信号，经由伺服控制电路84修正该偏差量的伺服机构。
此外，拾取器11、盘Cure光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14的部分光学系统结构或者全部的光学系统结构也可以合并为一个来进行简化。
图2表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本的光学系统结构的一个例子的记录原理。从光源201出射的光束透过准直透镜202，入射到光闸203。在光闸203打开时，光束在经过光闸203后，通过例如由二分之一波片等构成的光学元件204对偏振方向进行控制，使得p偏振光与s偏振光的光量比成为期望的比例，之后光束入射到PBS(Polarization Beam Splitter，偏振分束器)棱镜205中。
透过PBS棱镜205的光束作为信号光206起作用，在由扩束器208扩大光束的直径后，透过相位掩模板209、中继透镜210以及PBS棱镜211入射到空间光调制器212。
由空间光调制器212附加了信息的信号光，经PBS棱镜211反射，在中继透镜213以及空间滤波器214中传播。之后，信号光由物镜215会聚在光信息记录介质1上。
另一方面，在PBS棱镜205上反射的光束作为参考光207起作用，在由偏振方向转换元件216根据记录时或是再现时而设定为规定的偏振方向后，经由反射镜217以及反射镜218，入射到电流镜(galvanometermirror)219。由于电流镜219能够通过致动器220调整角度，所以能够将经过透镜221和透镜222后入射到光信息记录介质1上的参考光的入射角度设定为期望的角度。此外，为了设定参考光的入射角度，也可以使用对参考光的波前进行变换的元件来代替电流镜。
这样，通过使信号光和参考光以在光信息记录介质1内相互重叠的方式入射，在光信息记录介质内形成干涉条纹图样，通过将该图样写入光信息记录介质中来记录信息。此外，由于利用电流镜219能够使入射到光信息记录介质1的参考光的入射角度发生变化，因而能够实现角度复用记录。
下面，将在相同区域改变参考光角度所记录的全息图像中与每个参考光角度对应的全息图像称为页(page)，同区域中角度复用的页的集合称为册(book)。
图3表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本光学结构的一个例子的再现原理。在对已记录的信息进行再现时，如上所述使参考光入射到光信息记录介质1中，利用可通过致动器223调整角度的电流镜224，将透过光信息记录介质1的光束反射，生成其相位共轭光。
通过该相位共轭光再现的信号光，在物镜215、中继透镜213以及空间滤波器214传播。之后，信号光透过PBS棱镜211入射到光检测器225上，能够再现已记录的信号。
图4表示光信息记录再现装置10中的记录、再现的动作流程。在此，特别针对关于利用了全息术的记录再现的流程进行说明。
图4(a)表示在光信息记录再现装置10中插入光信息记录介质1后直到完成记录或再现的准备的动作流程，图4(b)表示从准备完成状态到将信息记录在光信息记录介质1上为止的动作流程，图4(c)表示从准备完成状态到再现光信息记录介质1上记录的信息为止的动作流程。
如图4(a)所示插入介质后(S401)，光信息记录再现装置10进行盘判别，判断例如插入的介质是否是利用全息术对数字信息进行记录或者再现的介质(S402)。
根据盘判别的结果，如果判断为是利用全息术对数字信息进行记录或者再现的光信息记录介质，则光信息记录再现装置10将设置在光信息记录介质上的控制数据再现(S403)，获取例如关于光信息记录介质的信息，以及例如关于记录和再现时的各种设定条件的信息。
再现控制数据后，进行与控制数据相应的各种调整和关于拾取器11的学习处理(S404)，光信息记录再现装置10完成记录或再现的准备(S405)。
从准备完成状态到记录信息为止的动作流程如图4(b)所示，首先接收要记录的数据(S411)，将与该数据相应的信息送入拾取器11中的空间光调制器。
之后，根据需要事先进行各种学习处理(S412)，以使得能够在光信息记录介质上记录高质量的信息，通过寻轨(seek)动作(S413)将拾取器11和盘Cure光学系统13的位置配置在光信息记录介质的规定位置上。
之后，利用从盘Cure光学系统13出射的光束，对规定的区域进行预固化(S414)，利用从拾取器11出射的参考光和信号光来记录数据(S415)。
记录了数据后，根据需要对数据进行校验(S416)，并利用从盘Cure光学系统13出射的光束进行后固化(S417)。
从准备完成状态到再现已记录的信息为止的动作流程如图4(c)所示，根据需要事先进行各种学习处理(S421)，以使得能够从光信息记录介质再现高质量的信息。之后，通过寻轨动作(S422)，将拾取器11和相位共轭光学系统12的位置配置在光信息记录介质的规定位置上。
之后，从拾取器11出射参考光，再现记录在光信息记录介质中的信息(S423)。本发明能够作为提高该再现信息时的信号质量的方法使用。
下面详细地说明本发明的实施例。
【实施例1】
对将页分割、按每个分割区域进行自适应均衡的有效性进行概述。图5示意性地表示同一页中因位置不同而导致的再现质量的差异。在图5(a)的上图所示的黑色的OFF像素包围在白色的ON像素周围的情况下，记录时的空间光调制器中，如图5(a)下图所示，ON像素和邻接的OFF像素以二值表示。然而，在将上述信号作为全息图像记录在光信息记录介质上后，观察再现信号时，如图5(b)的上图所示，信号从ON像素泄漏到邻接的像素，产生码间干扰。这是因为，日本特开2004-272268号公报(专利文献1)中记载的缩小束腰的开口(空间滤波器)除去了高频成分，开口的大小越小，码间干扰越大。
上述码间干扰，可能会因透镜的像差、激光的波长偏差、光盘倾斜等复合的外扰而使得干扰的状况在页内的不同位置上存在变化。例如，若将根据某全息图像再现的再现页如图5(c)所示划分成5个区域，观察从ON像素向邻接OFF像素的泄漏的差异，则存在如图5(b)下图所示干扰的状况随页内的位置不同而不同的情况。对于这样的同一页内的码间干扰的差异，以往提出的对一页求取一个滤波系数的页自适应型的自适应均衡难以有效地应对，而将页分割成一定大小的区域，对每区域进行自适应均衡的本发明是有效的。
图6表示对二维像素进行的FIR滤波处理的一个例子。例如考虑如图6(a)所示在3×3的滤波区域中对中心的关注像素的亮度值进行滤波处理的情况。作为滤波处理，如图6(b)所示，对关注像素和邻接像素1～8的各自的亮度值，利用乘法电路301～309乘以滤波系数，并利用加法电路310将这些值全部相加，由此计算出滤波后的值。当然，在假定3×3的滤波区域的情况下，滤波系数的值需要9个。此外，本发明并不限定于3×3的滤波区域，可以使用任意大小的滤波区域。
图7表示第一实施例中将页分割的方法的一个例子。例如，在获得了如图7(a)所示的再现页的情况下，如粗框所示将再现页分割成一定大小的多个区域组。之后，对每个区域使用线性最小均方误差法LMMSE(Linear Minimum Mean Squared Error)等自适应算法，计算出滤波系数，按每个区域进行均衡处理。进行均衡时，为了在各区域的边缘部也实现有效的均衡性能，可以多对几个像素进行滤波处理，仅将相应的部分(即每个区域的部分)作为均衡后的区域选出。此外，本例中图示了进行16分割的情况，但本发明并不限定于16分割。此外，图示了各分割区域的区域大小为相同大小的情况，但也可以改变每个区域的大小。
针对LMMSE算法进行说明。LMMSE如非专利文献JapaneseJournal of Applied Physics Vol.45，No.2B，2006，PP.1079-1083中记载的那样，是计算均衡后的信号与理想信号的均方误差的平均值为最小时的滤波系数的算法，计算公式如公式(1)所示。
w＝RdiRii -1……公式(1)
在此，w是通过LMMSE求得的滤波系数，Rdi是输入像素与理想像素的互相关，Rii是输入像素的自相关。此外，作为自适应算法，也可以使用LMMSE之外的算法。
图8表示将页分割成多个区域组，对每个分割区域进行自适应均衡的动作的一个例子。首先，通过步骤301将从光信息记录介质再现的页分割成一定大小的多个区域组。之后，通过步骤302对每个分割区域利用LMMSE等自适应算法计算滤波系数。在步骤303中，利用步骤302中求出的各区域的滤波系数组，对每个区域进行均衡处理。在步骤304中，将分割区域组重新配置到分割前的位置上，并将它们结合来进行页数据化，以使该分割区域组恢复到与分割前的页相同的状态。在步骤306中，进行是否为最终页的判断，在是最终页的情况下结束处理，在不是最终页的情况下，通过步骤305转移到下一页，执行从步骤301起的动作。此外，在图8中表示了在将每个分割区域的滤波系数组全部求出后进行滤波处理的例子，但也可以对全部分割区域，进行按各分割区域在求出滤波系数后接着进行滤波处理的动作。
接着在图9中表示第一实施例的装置结构。由拾取器11检测出的页数据通过页对位(alignment)电路351进行位置偏差等的调整。偏差量的计算基于已植入(埋入，embed)页中的已知图样进行，计算出水平方向和垂直方向的位置偏差、旋转偏差、倍率偏差等，基于这些信息通过电路351进行检测图像的对位。之后，利用去过采样电路352进行调整，使得页内的每个像素一对一地对应于记录时的空间光调制器212中的ON和OFF中的任一信号。这是因为，为了在页的位置有偏差的情况下也确保足够的再现性能，光检测器225的分辨率一般比空间光调制器212的分辨率高。之后，利用页分割电路353将页分割成一定大小的多个区域组，通过滤波系数运算电路356对每个区域求取滤波系数。此外，由于滤波系数运算电路中需要理想信号，页分割电路353的输出同时传输到均衡电路354中进行均衡处理，之后通过二值化电路355二值化，作为理想信号传输到滤波系数运算电路。其中，二值化电路355可以根据阈值进行ON、OFF的判断，也可以利用维特比解码，或者可以通过SUM-PRODUCT解码等纠错码的软判决解码技术进行二值化。此外，将本实施例用作Partial Response MaximumLikelihood(PRML，局部响应最大似然)的PR均衡器的情况下，也可以在二值化电路355后配置进行卷积的滤波器，以使得(信号)成为期望的PR特性。在可变FIR滤波器357中，利用由滤波系数运算电路356计算出的系数组，对每个分割区域进行滤波处理。之后，通过页结合电路359将分割区域组结合以恢复原来的页的状态，并通过二值化电路358进行ON、OFF的二值化，将信息传输到控制器89中。此外，在本实施例中使用了二值化电路355来生成滤波系数运算电路中的理想信号，但也可以使用植入在页中的上述已知的图样来计算滤波系数组。此外，在二值化电路358中，可以与二值化电路355同样地根据阈值进行ON、OFF的判断，也可以利用维特比解码，或者可以通过SUM-PRODUCT解码等纠错码的软判决解码技术进行二值化。
通过本实施例，能够实现对应了因页内位置不同而导致的再现质量和码间干扰的差异的均衡，能够提高页整体的再现质量。此外，通过将每个分割区域的自适应均衡并行处理，能够实现信号再现的高速化。此外，在本实施例中基于角度复用方式的全息记录技术进行了说明，但本发明并不限定于角度复用方式，也可以用于移位多重方式等其它全息记录技术或全息图像之外的光信息记录介质的信号处理中。
【实施例2】
在下面的说明中，省略与实施例1共通的部分。图10表示第二实施例中将页分割的方法的一个例子。首先，与实施例1同样地将页分割成一定大小的多个区域组。之后，通过如图10(a)所示结合信号质量接近的区域，来将区域扩大。作为该情况下的信号质量，例如可考虑下面的公式(2)或公式(3)所示的SNR或亮度平均。
SNR＝(μON+μOFF)/(σON+σOFF)……(2)
SNR＝(μON+μOFF)/(σON 2+σOFF 2)0.5……(2)
在此，μON和μOFF分别表示ON像素和OFF像素的平均亮度，σON和σOFF分别表示ON像素和OFF像素的标准偏差。在本实施例中，存在只要信号质量相似即使不是邻接的区域也将它们彼此结合的情况。因此，存在因区域的接合部分的影响而使误差量增加的可能，但由于接合部分在扩大区域中所占的比例较少，所以根据使误差量的均方最小的LMMSE算法的特性来看，并不产生太大问题。此外，还可以考虑基于页内的位置信息而将具有对称性的区域组合的方法，或如图10(b)所示单纯地组合位置接近的区域的方法。
图11表示本实施例中的动作流程的一个例子。在步骤401中将页分割成一定大小的多个区域组。之后，在步骤402中，如上所述基于SNR或亮度平均等信息，将认为是再现质量接近的区域组结合，由此将区域扩大。在步骤403中，对每个分割区域使用LMMSE等算法计算滤波系数，在步骤404中，对每个分割区域进行FIR滤波处理。在步骤405中，将在步骤402中结合的区域再次分割，在步骤406中，将分割区域组重新配置到分割前的位置上，并将它们结合来进行页数据化，以使该分割区域组恢复到与分割前的页相同的状态。在步骤407中，进行是否为最终页的判断，在是最终页的情况下结束处理，在不是最终页的情况下，通过步骤408转移到下一页，执行从步骤401起的动作。
图12表示第二实施例的装置结构的一个例子。对与实施例1共通的部分省略说明。在本实施例中，在利用页分割电路353将页分割成多个区域组后，通过页结合电路360将信号质量相似的区域结合。之后，经过与实施例1同样的装置结构，并通过在可变FIR滤波器357之后配置页分割电路361，恢复到由页结合电路360结合之前的区域组的状态，通过页结合电路359结合，以恢复原来的页状态。此外，在进行将页内位置信息相近的区域组合的处理等情况下，在即使没有页分割电路361也能够通过页结合电路359进行页化的情况下，能够省略页分割电路361。此外，在与实施例1同样地作为Partial ResponseMaximum Likelihood(PRML)的PR均衡器使用的情况下，也可以在二值化电路355后配置进行卷积的滤波器，以使得(信号)成为期望的PR特性。
在本实施例中，除了实施例1中所述的优点之外，由于合并了信号质量相近的区域，求取一个滤波系数时的样本数增加，因此能够计算出高精度的系数。此外，由于能够减少滤波系数组的数目，与实施例1相比，根据组合方法能够减小电路规模。
【实施例3】
图13表示对每个分割区域进行自适应均衡的方法的第三实施例的动作流程的一个例子。本实施例中，在根据页整体计算出一个滤波系数后，修正上述滤波系数使其成为每个分割区域的系数，对每个分割区域进行均衡。首先，通过步骤501，根据页整体利用LMMSE等自适应算法计算出一个滤波系数。之后，通过步骤502将页分割成一定大小的多个区域组。在步骤503中转移到分割区域内的已知图样。该已知图样可以使用实施例1中所述的偏差量计算用的已知图样，也可以使用作为用于求取滤波系数的已知图样而另外在页中植入的图样。在步骤504中，将上述步骤501中计算出的滤波系数值作为初始值，使用LMS算法等对其进行修正，使其成为能够有效地去除各分割区域的码间干扰的滤波系数组。在步骤505中，对每个分割区域进行FIR滤波处理，在步骤506中进行是否为最后的分割区域的判断。在不是最后的分割区域的情况下，在步骤507中转移到下一分割区域，返回从步骤503开始的处理。在是最后的分割区域的情况下，在步骤508中，将分割区域组重新配置到分割前的位置上，并将它们结合来进行页数据化，以使该分割区域组恢复到与分割前的页相同的状态。在步骤509中，进行是否为最终页的判断，在是最终页的情况下结束处理，在不是最终页的情况下，通过步骤510转移到下一页，执行从步骤501起的动作。
图14表示利用LMS算法更新滤波系数的顺序的例子。例如可以如(a)所示在已知部内按上下顺序依次读取来更新系数，也可以如(b)所示按左右顺序依次读取来更新系数，此外也可以如(c)所示从外周部向中心或者反之从中心向外周部读取来更新系数。在LMS中，通过下式(4)更新滤波系数。
w(n+1)＝w(n)+μe(n)i(n)……(4)
在此，w(n+1)是第(n+1)阶的滤波系数，w(n)是第n阶的滤波系数，μ是步长参数，e(n)是利用第n阶的滤波系数进行均衡时与理想值的误差，i(n)表示第n个向滤波器电路的输入。
图15表示第三实施例的装置结构的一个例子。对于与实施例1共通的部分省略说明。通过在去过采样电路352之后配置滤波系数运算电路356，来根据页整体计算滤波系数。由于此时的滤波系数运算电路356需要理想信号，所以利用均衡电路354进行均衡处理，并由二值化电路355进行二值化，作为理想信号。来自去过采样电路352的信号被页分割电路353分割成一定大小的区域组。之后，通过图像提取电路364提取各区域中的已知部，将该已知部在可变FIR滤波器357中进行滤波处理。此外，作为滤波系数的初始值，使用滤波系数运算电路356的输出。在误差计算电路365中，将从控制器89接收到的已知部的实际值与FIR滤波器的输出进行比较，计算误差量。之后，利用上述LMS算法，使用滤波系数运算电路366更新滤波系数。本处理在已知部的所有像素中进行，以使滤波系数依次成为各区域的系数的方式进行更新。在所有的分割区域进行同样的处理，计算出每个分割区域的滤波系数组。使用上述每个区域的滤波系数组，利用可变FIR滤波器367对由页分割电路353分割成多个区域的页按每个区域进行滤波处理，并通过页结合器359将该多个区域结合，以恢复原来的页状态。最后，通过二值化电路358进行二值化处理，(将结果)传输到控制器89。此外，在与实施例1同样地作为Partial Response MaximumLikelihood(PRML)的PR均衡器使用的情况下，也可以在二值化电路355后以及控制器89与误差计算电路365之间配置进行卷积的滤波器，以使得(信号)成为期望的PR特性。此外，利用LMS更新滤波系数时的初始值可以如上述使用根据页整体计算出的滤波系数，也可以将在认为特性相似的分割区域中通过LMS更新而得的滤波系数作为初始值。
在本实施例中，除了实施例1中所述的优点之外，由于使用已知部来计算滤波系数组，因此在自适应算法中理想信号不存在误差，具有能够计算出高精度的滤波系数的可能。
【实施例4】
图16示意地表示对每个分割区域进行自适应均衡的方法的第四实施例。在本实施例中，在册的开头以及数据页之间定期地嵌入滤波系数计算用的已知页，利用实施例1至3中所述的任一方法，根据该已知页计算每个分割区域的滤波系数组。此外，作为数据页中的均衡处理，直接使用根据上述已知页求出的滤波系数组，对每个分割区域进行处理。此外，在图16中表示了在1册中嵌入2个已知页的例子，但嵌入已知页的频度是任意的，并不限定于本图的方法。
图17表示第四实施例的动作流程的一个例子。首先在步骤601中，将页分割成一定大小的多个区域组。在步骤602中，进行是否为已知页的判断，在是已知页的情况下，通过步骤607对每个分割区域计算滤波系数，通过步骤608转移到下一页，返回步骤601。此外，在是否为已知页的判断中，可以根据页编号来判断，也可以事先在页内植入表示为已知页的信息，根据该信息来判断。在步骤602中不是已知页的情况下，在步骤603和步骤604中，利用根据已知页求得的滤波系数组，对每个分割区域进行滤波处理。在步骤605中，将分割区域组重新配置到分割前的位置上，并将它们结合来进行页数据化，以使该分割区域组恢复到与分割前的页相同的状态。在步骤606中，进行是否为最终页的判断，在是最终页的情况下结束处理，在不是最终页的情况下，通过步骤609转移到下一页，执行从步骤601起的动作。
图18表示第四实施例的装置结构的一个例子。对于与实施例1共通的部分省略说明。在去过采样装置352后，利用已知页判断电路368进行是否为已知页的判断。之后，利用页分割电路353将页分割成一定大小的区域组。在正在处理的页是已知页的情况下，利用滤波系数运算电路356计算每个分割区域的滤波系数组。此外，这里的理想信号从控制器89获得。在正在处理的页不是已知页的情况下，使用由滤波系数运算电路356使用已知页计算出的滤波系数组，利用可变FIR滤波器357进行滤波处理。之后，利用页结合电路359将分割区域组结合，以恢复原来的页状态。并利用二值化电路358二值化，(将结果)传输到控制器89。
在本实施例中，除了实施例1中所述的优点之外，在与实施例3同样地使用已知部来计算滤波系数组之外，由于已知部为页整体，样本数较多，因此具有能够计算出比实施例3更高精度的滤波系数的可能。此外，由于不是在全部页上执行自适应算法而是仅在已知页上执行，与其它实施例相比，能够使再现速度高速化。

Claims (8)

1.一种利用全息术来再现信息的光信息再现装置，其特征在于，包括：
拾取器，从光信息记录介质再现二维信号；
分割单元，将由所述拾取器再现的二维信号分割成至少2个以上的二维信号组；
自适应均衡电路，对由所述分割单元分割的每个分割二维信号组计算滤波系数，使用该计算出的滤波系数对每个分割二维信号组进行均衡，其中，所述滤波系数的计算按照使得与每个分割二维信号组对应的均衡后的分割二维信号组的信号相对于与每个该分割二维信号组对应的目标信号之间的误差量小的方式进行；
结合单元，将从所述自适应均衡电路输出的分割二维信号组结合；和
二值化电路，对从所述结合单元输出的二维信号进行二值化。
2.如权利要求1所述的光信息再现装置，其特征在于：
所述分割单元包括将再现的二维信号分割成规定大小的二维信号组的分割电路。
3.如权利要求1所述的光信息再现装置，其特征在于：
所述分割单元包括将再现的二维信号分割成规定大小的二维信号组的第一分割电路，和基于规定的信息将从所述第一分割电路输出的二维信号组结合成更大的二维信号组的第一结合电路，
所述结合单元包括将经所述自适应均衡电路均衡后的所述更大的二维信号组再次分割成被所述第一结合电路结合之前的二维信号组的状态的第二分割电路，和将从所述第二分割电路输出的二维信号组结合成被第一分割电路分割之前的二维信号的状态的第二结合电路。
4.一种利用全息术来再现信息的光信息再现装置，其特征在于，包括：
拾取器，从光信息记录介质再现二维信号；
第一系数运算电路，求取用于将由所述拾取器再现的二维信号均衡成规定的目标特性的滤波系数；
分割单元，将再现的二维信号分割成二维信号组；
第二系数运算电路，以之前求得的滤波系数作为初始值，求取用于将从所述分割电路输出的二维信号组均衡成目标特性的滤波系数；
滤波器，利用从所述第二系数运算电路输出的系数，均衡所述二维信号组；
结合单元，将从所述滤波器输出的二维信号组结合成被所述分割电路分割之前的二维信号的状态；和
二值化电路，对从所述结合电路输出的二维信号进行二值化。
5.一种利用全息术来再现信息的光信息再现装置，其特征在于，包括：
拾取器，从光信息记录介质再现二维信号；
分割单元，将再现的已知的二维信号和包含用户数据的二维信号分割成二维信号组；
系数运算电路，求取用于将分割所述已知的二维信号而得的二维信号组均衡成规定的目标特性的滤波系数；
滤波器，利用从所述系数运算电路输出的系数，均衡所述包含用户数据的二维信号组；
结合单元，将从所述滤波器输出的二维信号组结合成被所述分割电路分割之前的二维信号的状态；和
二值化电路，对从所述结合电路输出的二维信号进行二值化。
6.一种利用全息术来再现信息的光信息再现方法，其特征在于，包括：
从光信息记录介质再现二维信号的步骤；
将再现的二维信号分割成分割二维信号组的分割步骤；
对所述分割步骤中得到的每个分割二维信号组计算滤波系数，使用该计算出的滤波系数对每个分割二维信号组进行均衡的自适应均衡步骤，其中，所述滤波系数的计算按照使得与每个分割二维信号组对应的均衡后的分割二维信号组的信号相对于与每个该分割二维信号组对应的目标信号之间的误差量小的方式进行；
将所述自适应均衡步骤中得到的分割二维信号组结合的结合步骤；和
对所述结合步骤中得到的二维信号进行二值化的二值化步骤。
7.一种利用全息术来再现信息的光信息再现方法，其特征在于，包括：
从光信息记录介质再现二维信号的步骤；
第一系数运算步骤，求取用于将再现的二维信号均衡成规定的目标特性的滤波系数；
分割步骤，将再现的二维信号分割成二维信号组；
第二系数运算步骤，以之前求得的滤波系数作为初始值，求取用于将所述分割步骤中得到的二维信号组均衡成目标特性的滤波系数；
滤波步骤，利用所述第二系数运算步骤中得到的系数，均衡所述二维信号组；
结合步骤，将所述滤波步骤中得到的二维信号组结合成被所述分割步骤分割之前的二维信号的状态；和
二值化步骤，对所述结合步骤中得到的二维信号进行二值化。
8.一种利用全息术来再现信息的光信息再现方法，其特征在于，包括：
从光信息记录介质再现二维信号的步骤；
分割步骤，将再现的已知的二维信号和包含用户数据的二维信号分割成二维信号组；
系数运算步骤，求取用于将分割所述已知的二维信号而得的二维信号组均衡成规定的目标特性的滤波系数；
滤波步骤，利用所述系数运算步骤中得到的系数，均衡所述包含用户数据的二维信号组；
结合步骤，将所述滤波步骤中得到的二维信号组结合成被所述分割步骤分割之前的二维信号的状态；和
二值化步骤，对所述结合步骤中得到的二维信号进行二值化。
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Granted publication date: 20150128

Termination date: 20211201