JP2000228089A

JP2000228089A - ディジタル情報再生装置

Info

Publication number: JP2000228089A
Application number: JP2673899A
Authority: JP
Inventors: Ryuichiro Morioka; 隆一郎森岡
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-08-15
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JP3909508B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一の画素ブロック内における黒画素と白画素
の数の比率を全ての画素ブロックについて同比率として
変調する変調法に適合し、且つ複雑大量な演算が不要な
最尤復号法を用いてディジタル情報を再生することが可
能なディジタル情報再生装置を提供する。【解決手段】空間光変調時に上述した変調法を用いて
光メモリに記録した二次元情報をビタビ復号法を用いて
再生するビタビ検出器において、各状態毎に当該変調法
に対応して予め設定されている予測ブロックＥと、ＣＣ
Ｄ素子６上の隣接する画素により構成される受信ブロッ
クＢ_iからのＣＣＤ検出信号Ｓpの値との相関関係のみか
らその受信ブロックＢ_iに対して最も尤もらしい予測ブ
ロックＥを特定し、当該予測ブロックＥに予め対応づけ
られている受信系列を復号値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、最尤復号方式を用
いたディジタル情報再生装置の技術分野に属し、より詳
細には、いわゆるホログラフィ（コヒーレントな二つの
光の干渉現象）を用いて情報を二次元的に記録すると共
にこれを再生する光メモリシステムに適用して好適なビ
タビ復号方式を用いたディジタル情報再生装置の技術分
野に属する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ホログラフィを用いてディジタル
情報を二次元的に記録すると共にこれを再生する光メモ
リシステムが、高密度情報記録再生装置として脚光を浴
びつつある。

【０００３】この光メモリシステムでは、ディジタル情
報を記録する場合には、複数の画素よりなる透過型の空
間光変調素子（具体的には、例えば、複数の画素を有す
る液晶テレビ等）を用いて、記録すべきディジタル情報
に基づきコヒーレントな記録信号光を空間光変調し、当
該空間光変調された記録信号光と別途射出されるコヒー
レントな記録参照光とを干渉させることにより二次元的
な回折光を生成し、当該回折光により形成される像をデ
ィジタル情報に対応する二次元情報として記録媒体に記
録する。

【０００４】このとき、当該記録媒体としては、例えば
ニオブ酸リチウム層を複数層積層して形成された体積型
ホログラム記録素子が用いられる。

【０００５】一方、上記二次元情報が記録されている記
録媒体から当該二次元情報を読み出すことにより上記デ
ィジタル情報を再生する場合には、当該二次元情報に対
してコヒーレントな再生参照光（上記記録参照光と同じ
入射角度をもって記録媒体に照射されるものである。）
を照射することにより生成される反射光を複数の画素を
有する受光素子で受光して出力信号を生成し、当該生成
された出力信号を用いて元のディジタル情報を再生す
る。

【０００６】ここで、上述の光メモリシステムにおいて
は、ディジタル情報を二次元情報として大記録容量で且
つ高速に記録再生することができるという利点がある反
面、光学系の不均一さや記録媒体として用いる結晶のず
れ又は歪みに起因して不必要な光干渉が発生し、それが
ホログラム再生像上に光強度のむらとなって現われ、結
果として正確なディジタル情報の再生ができない場合が
あるという問題点が存在する。

【０００７】また、光メモリシステムにおいて実際に記
録再生に用いられるレーザ光等の光ビームは、その断面
全体について均一な明るさを持つ光束ではなく、その中
心部が明るくその周辺部が暗いいわゆるガウス分布を有
するものとなっており、これにより上記ホログラム再生
像の周辺部もその中央部に比して暗くなることとなる。
そして、このようなホログラム再生像をその全面に渡っ
て一律の闘値を用いて夫々の画素における検出値が
「０」を示しているか又は「１」を示しているかを判別
すれば、上記ホログラム再生像上における輝度むらによ
り、再生されたディジタル情報におけるエラーレートが
劣悪となってしまう場合がある。

【０００８】そこで、光メモリシステムにおけるこのよ
うな短所を補うべく、従来、いわゆる差分コーディング
法と呼ばれる再生方式が用いられてきた。

【０００９】ここで、当該差分コーディング法とは、上
記受光素子における隣り合った二つの画素の受光輝度を
受光時において比較し、その大小関係により夫々の画素
の受光結果が再生すべきディジタル情報における「０」
を示しているか又は「１」を示しているかを判別できる
ように当該ディジタル情報の記録時にディジタル情報に
対して変調を施すものであり、低周波の輝度むらに影響
されることなく正確にディジタル判定（すなわち、
「０」か或いは「１」かの判定）が行えるという利点を
有している。

【００１０】このとき、当該差分コーディング法を拡張
し、三つ以上の隣接する画素の組（以下、この組を画素
ブロックという。）の範囲内で受光輝度の大小比較を行
うことでディジタル値の判別を行う方法が考えられる。
より具体的には、例えば四つの相隣接する画素から成る
画素ブロック内の各画素について、二つの画素が記録す
べきディジタル情報における「０」を示し、残りの画素
が同じく「１」を示すように変調することを全ての画素
ブロックについて行えば、それらを二次元的に再生する
ときには、各画素ブロツク内の画素について、その受光
輝度が大きなものから二画素選択してそれらの検出値を
夫々「１」とし、残りの二画素の検出値を夫々「０」と
判定してディジタル情報を再生することができる。

【００１１】なお、この他に、上記とは逆に一画素ブロ
ック内で受光輝度の暗いものから二画素選んでそれらの
検出値を「０」、残りの画素の検出値を「１」と判定し
て再生してもよい。

【００１２】このように、ディジタル情報の記録時に一
の画素ブロック内でディジタル情報における「０」を示
す画素と当該ディジタル情報における「１」を示す画素
との当該一の画素ブロック内における存在比率を全ての
画素ブロックについて一定にする記録変調方式によれ
ば、低周波な輝度むらに対して検出精度の向上を図るこ
とが可能となると考えられる。ここで、以下、一の画素
ブロック内において受光輝度の高い画素から順にｎ個の
画素を選んでその検出値「１」と判定し、残りの画素の
検出値を「０」と判定する再生方法をトップｎ選択法と
称し、反対に受光輝度の低い画素から順にｎ個の画素を
選んでその検出値「０」と判定し、残りの画素の検出値
を「１」と判定する再生方法をボトムｎ選択法と称する
こととする。

【００１３】一方、一の画素ブロックの大きさをこれま
でよりも大きく設定すること、すなわち一画素部に含ま
れる画素数を増やしたときには、上記四画素を一画素ブ
ロックとした差分コーディング法よりもブロック内のパ
ターン（一の画素ブロック内における「０」を示す画素
と「１」を示す画素との位置的な組み合わせのパター
ン）の自由度が増加することとなり、記録すべきディジ
タル情報におけるビットの冗長度を減少させることがで
きるという利点を有することとなる。

【００１４】具体的には、二画素を一画素ブロックとし
て用いる差分コーディング法では記録すべきディジタル
情報における１ビットを表現するために二つの画素が必
要となるために、その利用効率は５０％であるが、四つ
の画素からなると共に「０」を示す画素と「１」を示す
画素とが同数づつ各画素ブロック内に存在する場合は、
一の画素ブロック内におけるパターン数（すなわち、
「０」を示す画素と「１」を示す画素の位置的な組み合
わせの数）は６（＝₄Ｃ₂）通り（ビット数に換算すると
約２．５８ビット）であり、その利用効率は最大で６
４．６％となる。更に、同様に八画素からなると共に
「０」を示す画素と「１」を示す画素とが同数づつ各画
素ブロック内に存在する場合は、その利用効率は最大で
７６．６％と向上する。

【００１５】このとき、含まれる画素の数が偶数である
画素ブロックにおいては、全ての画素ブロックについ
て、一画素ブロック内に「０」を示す画素と「１」を示
す画素とが同数存在する場合が一番多くの上記パターン
数を設定することができ、従って、一画素ブロック内の
画素数が同じでも「０」を示す画素と「１」を示す画素
との数の比が一対一でない場合よりもビット冗長度の少
ない変調を行うことか可能となる。以下、ホログラムを
用いたディジタル情報の記録再生において、全ての画素
ブロックについて一画素ブロック内に「０」を示す画素
と「１」を示す画素とが同数存在するように変調を行う
変調方法をバランス変調法と称することとする。

【００１６】ここで、当該バランス変調法を用いて、４
ビットのディジタル情報（以下、バランス変調法により
変調されて記録再生されるディジタル情報をバランスコ
ードと称する。）を四つの画素を含む画素ブロックにお
ける「０」を示す画素と「１」を示す画素の位置的パタ
ーンの変化として表現した場合の対応関係の例を表１に
示す。

【００１７】

【表１】なお、上記表１において、バランスコードの第１ビット
（以下の説明では、バランスコードにおける各ビットに
ついて、当該バランスコードの左端のビットから起算し
て第１ビット、第２ビット……と称する。）が四画素を
含む画素ブロックにおける左上の画素に対応し、第２ビ
ットが当該画素ブロックにおける左下の画素に対応し、
第３ビットが当該画素ブロックにおける右上の画素に対
応し、第４ビットが当該画素ブロックにおける右下の画
素に対応している。また、各画素について、黒色で示さ
れている画素（空間光変調素子においては、記録信号光
を遮蔽する画素に対応する。）はバランスコードにおけ
る「０」に対応し、白色で示されている画素（同様に、
記録信号光を透過する画素に対応する。）は「１」に対
応している。

【００１８】ここで、一の画素ブロック内の画素数を増
加させることは、上記したようなビットの冗長度を減少
させることができるという利点を有する反面、新たな欠
点をも抱合することとなる。すなわち、画素ブロックの
自由度が増す分だけ検出時にエラーデータをも検出して
しまう確率が増大してしまうこととなるのである。これ
に加えて、一の画素ブロックとしての物理的な領域が広
がることとなるため、空間周波数の比較的高い輝度むら
に対して脆弱となり、このこともエラーデータの増加を
招く原因となることが実験的に明らかとされている。す
なわち、ビットエラーレートの観点のみから考察すれ
ば、バランス変調法よりも上記差分コーディング法の方
が優れていると言えるのである。

【００１９】他方、検出時のエラーレートを低減する一
手法として、近年、いわゆる最尤復号法と称される復号
法が注目されている。

【００２０】この最尤復号法では、受信したデータを時
分割的なブロック毎に個別に処理するのではなく、過去
から現在及び未来に受信したデータを一繋がりのデータ
系列として扱って復号を行う。

【００２１】そして、この復号に対応する変調時には、
ディジタル情報を表現する際の情報コード割り当てに順
次的な規則を与えておき、復号時には当該規則に基づく
あらゆる復号データ系列の中で、復号前の受信系列から
考えて最も尤もらしい復号データ系列を選択して出力す
る。このような最尤復号法を行えば、得られた復号デー
タ系列は必ず所定の規則に則ったものとなり、従って、
例えば上記トップｎ選択法だけでは復号時に変調に用い
られた規則に当てはまらないパターンと判別してしまう
ような画素ブロックについても、最尤復号法により変調
に用いられた規則を満たす最も近い情報コードに変換さ
れるため、その画素ブロックとして記録されていた情報
コードはエラーとして検出されることがなくなる可能性
が高まってくる。

【００２２】ここで、最尤復号法では、変調時に規則性
が与えられることにより割り当てられる情報コードが限
定されるためビット効率が低減するという欠点がある
が、反面、画素ブロックの大きさがある程度以上であれ
ば、５０％を超えるビット利用効率を保ちながら差分コ
ーディング法に比して遜色のないエラーレートが得られ
ることが考えられる。

【００２３】次に、上記最尤復号法を上記バランス変調
法に適用した具体例として、２ビットのディジタル情報
に対して４ビットのバランスコードを割り当てた２：４
バランス変調法について説明する。

【００２４】先ず、当該２：４バランス変調法における
変調規則に具現化した変換テーブルを以下の表２に示
す。

【００２５】

【表２】ここで、表２の例では、変換後のバランスコードは、一
サンプルタイミング前のバランスコードと現サンプルタ
イミングの情報ビットによって決定されるので、一つの
情報ビットに対して、都合六種類の変換後のバランスコ
ードが存在することになる。

【００２６】このとき、ディジタル情報の変調を直前の
サンプルタイミングのバランスコードに依存させること
なく一種類の変換テーブルだけを用いることも可能であ
るが、画素ブロック内の画素パターンが偏ることなく４
ビットの当該画素パターン全てを万遍なく発生させるた
めには、表２に示すような複数種類の変換テーブルを予
め設けておくことが望ましい。

【００２７】更に、上記変換テーブルは、他の特長も併
せ持っている。すなわち、再生時にバランスコードを判
別するときには、一個の「１」に対応する検出値と一個
の「０」に対応する検出値が入れ替ってしまうエラーが
起こり易いが、検出値が二個ずつ入れ替るようなエラー
はほとんど起こらないことが判っている。従って、表２
の変換テーブルにおいては、一個ずつ入れ替るようなエ
ラーが起こったときには復号後の情報ビットが１ビット
だけしか齟齬しないように変換後のバランスコードを割
り当ててあるのである。

【００２８】次に、上述した光メモリシステムとして実
際に用いられる最尤復号法として最も適当と思われるビ
タビ復号法について、その概要を説明する。

【００２９】ビタビ復号法においては、読み取った一繋
がりの受信データ列を、ダイナミックなシステムが状態
遷移を繰り返しながら動作した結果として出力された系
列とみなし、その受信データ列に基づき、時間経過に伴
う状態遷移を追跡しながら復号値を決定していく。

【００３０】そして、このビタビ復号法をバランス変調
法に適用した場合には、上記各バランスコードそのもの
を夫々別個の状態変数とみなすこととなる。従って、上
記表２に示した変換テーブルは、そのままビタビ復号法
における状態遷移の規則となる。今、当該各状態を主体
として上記表２を書き改めたものを状態遷移表として表
３に示す。

【００３１】

【表３】この表３は、旧状態にあるシステムに新しい情報ビット
が入力されると、それに応じて新状態と当該新状態毎に
夫々対応する新たな出力パターン（表４に示す。）が決
定されることを示している。

【００３２】

【表４】一方、上記表３及び４に基づいて得られた状態遷移の様
子を時間方向に展開したものを一般にトレリス線図と称
する。そして、上記バランス変調に対応するトレリス線
図のうち、再生時刻における一クロック分だけ展開した
ものを図１２に示す。

【００３３】当該図１２において、夫々の状態を表して
いる図中の丸印を一般にノードと称し、更に各ノード同
士を結んでいる線をブランチと称する。そして、トレリ
ス線図上の一本のブランチが一つの状態遷移を表してお
り、当該ブランチを一連の時刻に渡って一筆で繋いで得
られるパスは各状態遷移の経歴を表していることとな
る。

【００３４】このとき、ビタビ復号法においては、夫々
のブランチの尤度を表す枝メトリックと、各パスの尤度
を表すパスメトリックとを夫々計算しながら、最も尤度
の高いパス（生き残りパス）を最終的に選択する。そし
て、この生き残りパスが決まれば状態遷移の経歴が一つ
に定まり、結果として当該経歴上にある各状態に対応す
るバランスコードとして復号データ系列が決定されるこ
ととなるのである。

【００３５】次に、より具体的に、ビタビ復号法におけ
る処理について説明する。

【００３６】上記ビタビ復号法においては、注目するブ
ランチに対応する状態遷移が起こる確率に基づいていわ
ゆる枝メトリックが定義され、更に各パスで表されてい
る連続した状態遷移が起こる確率、すなわち各パスが発
生する確率に基づいていわゆるパスメトリックが定義さ
れる。

【００３７】今、各時刻において受光素子からの受信値
に混入するノイズが確率的に一定なガウス分布を持つと
仮定すると、ある状態遷移に伴う理想信号がｒ_iのとき
の受信値がｓ_iである確率密度関数ｐ（ｓ_i｜ｒ_i）は、
以下の式により表現される。

【００３８】

【数１】ここで、σ²はノイズの分散を示している。

【００３９】上式から明らかなように、当該確率密度関
数は、パラメータ（ｓ_i−ｒ_i）²に依存する。そして、
よく見ると、当該パラメータは受信信号における受信値
と理想値との間のユークリッド距離であることが判る。
換言すれば、ある時刻の受信値に対していくつかの予測
値を予め用意したとき、その予測値の中で当該受信値と
のユークリッド距離が最も近いものが、その時刻におけ
る理想値である確率が最も高いということであり、その
予測値に対応した状態遷移が起こった可能性が最も高い
ということとなる。

【００４０】一方、上記パスの発生確率は、各時刻の個
々の状態遷移が連続して起こる確率として定義され、各
事象が相互に独立ならば、時刻０から時刻ｋまでのパス
の発生確率は、以下の式で表される。

【００４１】

【数２】上式から明らかなように、当該発生確率は、ユークリッ
ド距離（ｓ_i−ｒ_i）²の累積和に依存する。このよう
に、従来のビタビ復号法においては、枝メトリックは受
信値と予測値とのユークリッド距離として定義され、一
方、パスメトリックはパスを構成している全ブランチの
枝メトリックの総和として定義される。従って、パスメ
トリックの値が小さい系列ほど尤度が高い系列（すなわ
ち、元の情報ビットに最も近い復号データに対応する系
列）と判断できることとなる。

【００４２】ここで、上述したバランス変調法を用いた
従来の光メモリシステムのように受信値を画素ブロック
からの出力値としてブロック的に扱う場合、当該画素ブ
ロックからの出力値をそれに含まれる各画素からの出力
値を成分とするベクトルとみなすとすると、枝メトリッ
クは予測値に対応する予測ベクトルと受信値に対応する
受信ベクトルとのユークリッド距離として定義されるこ
ととなる。

【００４３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、当該ユ
ークリッド距離の計算には上述したように二乗演算を伴
うため、上述したようにそれがベクトルに対応している
とするとその演算量が膨大になり、その処理自体も複雑
化するという問題点があった。

【００４４】これに加えて、上記光メモリシステムにお
けるホログラム再生像には、ランダムなノイズばかりで
はなく上記輝度むらも混入しているため、受信ベクトル
と予測ベクトルとのユークリッド距離がそのままパスの
発生確率を反映しているとは言い得ない。換言すれば、
輝度むらに強いはずのバランス変調が為されているにも
拘らず、パス発生確率の計算にユークリッド距離を用い
たのでは、当該バランス変調の特長が生かされず精度の
高い復号ができないという問題点もあった。

【００４５】そこで、本発明は、上述した各問題点に鑑
みて為されたもので、その課題は、上記したバランス変
調法に代表される、画素ブロック内の黒画素と白画素の
数の比率を全ての画素ブロックについて同比率として変
調する変調法に適合し、且つ複雑大量な演算が不要な最
尤復号法を用いて簡易にディジタル情報を再生すること
が可能なディジタル情報再生装置を提供することにあ
る。

【００４６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、記録媒体内の二次元記
録領域を構成する画素を複数個含む画素ブロックを当該
二次元記録領域内に複数個構成し、当該構成された一の
画素ブロック内の異なる記録レベルを有する前記画素の
数同士の比を全ての前記画素ブロックについて同じとし
て前記二次元記録領域に記録されたディジタル情報をビ
タビ復号方式により再生するディジタル情報再生装置で
あって、一の前記画素ブロック内の異なる前記記録レベ
ルを有する前記画素の当該画素ブロック内における予め
設定された異なる複数種類の配置態様の夫々を、前記ビ
タビ復号方式における一の再生タイミング毎に定義され
る異なる複数種類の状態に夫々対応させて前記ディジタ
ル情報を再生するディジタル情報再生装置において、各
前記画素ブロック内の前記画素毎に、当該画素ブロック
内に記録されている前記ディジタル情報に対応する検出
信号を生成するＣＣＤ素子等の検出手段と、一の前記画
素ブロック内に含まれる各前記画素に対応する前記検出
信号の検出レベル及び各前記配置態様に基づいて、一の
前記再生タイミングにおける一の前記状態毎に対応する
メトリックを算出する復号部等の算出手段と、各前記状
態に対応する前記算出された各メトリックに基づいて、
一の前記再生タイミングに対応する各前記状態のうち前
記ディジタル情報に対して最も尤もらしい一の前記状態
を選択し、当該選択された状態に対応づけられている前
記配置態様により示されるディジタル値を、一の前記画
素ブロックに対応する再生情報として出力する復号部等
の再生手段と、を備える。

【００４７】よって、一の画素ブロック内の異なる記録
レベルを有する画素の数同士の比を全ての画素ブロック
について同じとして予め設定されている当該異なる記録
レベルを有する画素の配置態様と当該画素毎の検出信号
に基づいてビタビ復号方式によりディジタル情報を再生
するので、簡易な構成で精度よくディジタル情報を再生
することができる。

【００４８】上記の課題を解決するために、請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載のディジタル情報再生装
置において、前記記録レベルは、二値のうちのいずれか
一方に対応する二つの記録レベルであると共に、前記算
出手段は、一の前記再生タイミングにおける一の前記状
態である対象状態について、当該対象状態に対応してい
る前記配置態様において前記一方の記録レベルに対応し
ている前記画素に対応する前記検出信号の検出レベルを
加算し、当該対象状態に対応する加算メトリックを算出
するメトリック計算部等の加算手段と、一の前記再生タ
イミングの直前の前記再生タイミングである直前再生タ
イミングにおける各前記状態のうち、前記対象状態に対
して当該直前再生タイミングからブランチを有する前記
状態の中から前記一方の記録レベルに対応する一の前記
状態を選択する加算比較選択部等の状態選択手段と、前
記選択された状態に対応するパスメトリックに前記対象
状態に対応する前記加算メトリックを加算し、当該対象
状態に対応するパスメトリックを生成し、当該生成され
たパスメトリックを前記メトリックとして出力する加算
比較選択部等のパスメトリック算出手段と、により構成
されている。

【００４９】よって、加算処理及び選択処理のみで対象
状態に対応するメトリックを算出できるので、いわゆる
二乗計算をすることなくメトリックを算出でき、簡易な
構成で精度よくディジタル情報を再生することができ
る。

【００５０】上記の課題を解決するために、請求項３に
記載の発明は、請求項１又は２に記載のディジタル情報
再生装置において、一の前記画素ブロック内に含まれる
前記画素の数が４以上であるように構成される。

【００５１】よって、再生精度を低減することなく簡易
な処理でディジタル情報を再生することができる。

【００５２】上記の課題を解決するために、請求項４に
記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の
ディジタル情報再生装置において、前記記録媒体は二次
元ホログラフィックメモリであると共に、前記検出手段
は、当該二次元ホログラフィックメモリ内の各前記画素
によって反射された光ビームを当該各画素毎に受光し、
前記検出信号を当該各画素毎に出力するように構成され
る。

【００５３】よって、二次元ホログラフィックメモリか
ら二次元的に記録されているディジタル情報再生する際
に、簡易な処理で再生することができる。

【００５４】

【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明
する各実施の形態は、上述したような二次元ホログラフ
ィックメモリを用いた光メモリシステムにおける二次元
的なディジタル情報の記録再生における情報再生に対し
て本発明を適用した場合の実施の形態である。（Ｉ）本発明の原理始めに、具体的な実施の形態を説明する前に、本発明の
原理について、図１を用いて説明する。

【００５５】本発明においては、後述する空間光変調素
子を用いた記録信号光に対する空間光変調時に上述した
四画素を一画素ブロックとした上記２：４バランス変調
法を用いると共に、上記受光素子から出力される検出信
号に対して当該４ビットのバランス変調法に適合して簡
略化されたビタビ復号法を施してディジタル情報を復号
する。

【００５６】すなわち、今、後述する光メモリからの反
射光を受光する受光素子上の正方形に配置されている四
画素を用いて形成された一つの画素ブロックを受信ブロ
ックと定義すると、当該受信ブロックから任意にｎ（ｎ
≦４）個の画素を選択し、当該選択した画素からの各検
出信号の値を加算したものは、上記トップｎ選択法によ
り当該各検出信号の値を加算したときが最も大きくなる
はずであり、逆にボトムｎ選択法により当該各検出信号
の値を加算したときが最も小さくなるはずである。

【００５７】従って、上記表４に示す４ビットの各出力
パターンをビタビ復号法上の各状態に対応する予測値と
しての予測ブロックとして夫々の状態毎に定義すると、
バランス変調法により空間光変調されて二次元的に記録
されたディジタル情報を受光素子を用いて再生したとき
には、一の受信ブロック内で選択されたｎ個の画素から
の各検出信号の値の和によりトップｎ選択法又はボトム
ｎ選択法を用いてその受信ブロックと各予測ブロックと
の間の尤度を判定し、当該各検出信号を出力する受信ブ
ロックに対して最も尤もらしい予測ブロック（すなわ
ち、その受信ブロックに対して最も尤もらしいバランス
コード）を判別することができる。

【００５８】より具体的に説明すると、先ず、状態Ｓj
に対応する予測ブロックのｋ番目のビットの値をＰ
_ref(j,k)（従ってＰ_ref(j,k)の値は「０」又は「１」の
いずれか一方となる。）とし、更に時刻ｉの受信ブロッ
クにおけるｋ番目の画素からの検出信号の値をＰ
_read(i,k)（従ってＰ_read(i,k)の値は「０」から「１」
までの間の実数値となる。）とする。

【００５９】ここで、予測ブロック又は受信ブロック内
の各画素の番号（上記パラメータｋの取り方）について
は、夫々のブロックにおいて、左上の画素を０番目の画
素とし、左下の画素を１番目の画素とし、右上の画素を
２番目の画素とし、右下の画素を３番目の画素とする。
また、予測ブロック内の各画素について、黒色で示され
る画素（空間光変調素子においては、記録信号光を遮蔽
する画素に対応する。）はバランスコードにおける
「０」に対応し、白色で示される画素（同様に、記録信
号光を透過する画素に対応する。）は「１」に対応して
いる。更に、パラメータｉにより示される時刻について
は、後述する実施形態の光メモリシステムにおいては、
その受光素子を用いて一度に受光する記録媒体からの反
射光により当該受光素子内の各画素において生成される
検出信号を、受光素子全体分を一度に当該受光素子から
後述するビタビ検出器内のメモリに取り込み、当該メモ
リから一受信ブロック毎に順に対応する検出信号を読み
出して本発明のビタビ復号を施してディジタル情報を復
号するが、この一受信ブロック毎の検出信号の読み出し
タイミングを示すのが当該時刻ｉである。

【００６０】上記のようにＰ_ref(j,k)及びＰ_read(i,k)
を設定すると、受信ブロックからｎ個の画素を選択した
とき、当該選択された画素からの各検出信号の値Ｐ_read
(i,k)の和が大きいほど、当該選択した画素の受信ブロ
ック内の位置と同じ予測ブロック内の位置を有するビッ
トの値Ｐ_ref(j,k)が「１」である状態Ｓjは、当該受信
ブロックからの各検出信号により示される検出値に対し
て尤度が高いと言える。

【００６１】逆に、受信ブロックからｎ個の画素を選択
したとき、当該選択された画素からの各検出信号の値Ｐ
_read(i,k)の和が小さいほど、当該選択した画素の受信
ブロック内の位置と同じ予測ブロック内の位置を有する
ビットの値Ｐ_ref(j,k)が「０」である状態Ｓjは、当該
受信ブロックからの各検出信号により示される検出値に
対して尤度が高いと言えるのである。

【００６２】ここで、図１を用いて上述したことを更に
具体的に説明すると、図１（ｂ）に示す受信ブロックＢ
iから二個の画素を選んでそれらからの検出信号の値の
和をとったとき、その和が最も大きくなる受信ブロック
Ｂi内の画素の組み合わせは、

【００６３】

【数３】Ｐ_read(i,0)＋Ｐ_read(i,3)＝０．８３＋０．７
９＝１．６２であり、これに対応する画素の組み合わせ（すなわち、
ｋ＝０、３である二つの画素の組み合わせ）に対応し
て、

【００６４】

【数４】Ｐ_ref(j,0) ＝Ｐ_ref(j,3)＝１となるのは、図１（ｂ）に示す状態Ｓ3に対応する出力
パターンとなり、この出力パターンが受信ブロックＢi
に対して最も尤度が高い出力パターンとなる。

【００６５】同様にして、次に検出信号の値の和が大き
くなる（すなわち、次に尤度が高い）受信ブロックＢi
内の画素の組み合わせは、

【００６６】

【数５】Ｐ_read(i,0)＋Ｐ_read(i,2)＝０．８３＋０．３
６＝１．１９であり、これに対応する画素の組み合わせ（すなわち、
ｋ＝０、２である二つの画素の組み合わせ）に対応し
て、

【００６７】

【数６】Ｐ_ref(j,0) ＝Ｐ_ref(j,2)＝１となるのは、状態Ｓ1に対応する出力パターン（表４参
照）となる。

【００６８】従って、図１（ａ）に示す受信ブロックＢ
iに対して最も尤度が高い予測ブロックＥが状態Ｓ3に対
応する出力パターンを有する予測ブロックであることか
ら、図１（ａ）に示す検出信号に基づいて再生されるバ
ランスコードは「１００１」ということになる。

【００６９】ここで、これまで説明した本発明の原理を
全体的に見ると、上述した各演算は、換言すれば、予測
ブロックにおける各ビットと受信ブロックにおける各画
素からの検出信号値との内積を演算することであること
が判る。すなわち、受信ブロックの各画素からの検出信
号値（受信値）との相関が大きい予測ブロック（予測
値）ほど尤度が高いと判断していることになる。

【００７０】そして、このことに基づけば、バランス変
調法により変調されている信号系列に対しては、本原理
のように尤度に相関を用いた場合でも、尤もらしさを測
る尺度は異なるが、従来のように尤度にユークリッド距
離を用いた場合とほぼ同じ復号結果が得られることが期
待できることとなり、このことを用いて本発明では、バ
ランス変調法により変調されたディジタル情報をビタビ
復号法を用いて再生する際にその処理を簡略化してい
る。

【００７１】より具体的には、上述したように一般的な
ビタビ復号法においては、個々の状態遷移の尤度はブラ
ンチメトリックであるが、上述のように相関として定義
した尤度は、ブランチというよりはむしろ各ノードに付
随する数量であるので、以下、この尤度のことをノード
メトリック（以下、必要によりＮＭと示す。）と定義す
ることとする。そして、この場合のパスメトリックは、
パスが通過している全てのノードにおけるノードメトリ
ックの総和となる。すなわち、ノードメトリック（Ｎ
Ｍ）の定義とパスメトリック（以下、必要によりＰＭと
示す。）の定義は以下の通りとなる。先ず、上記ボトム
ｎ選択法に対応する定義としては、

【００７２】

【数７】のようになり、一方トップｎ選択法に対応する定義とし
ては、

【００７３】

【数８】となる。なお、上記したノードメトリック及びパスメト
リックの定義式において、ＮＭ(i,j)は時刻ｉにおける
状態Ｓjのノードメトリックを示し、ＰＭ(i,j)は時刻ｉ
における状態Ｓjのパスメトリックを示し、Ｐ_read(i,k|
Ｐ_ref(j,k)＝１)は時刻ｉにメモリから読み出された受
信ブロック内の画素であって、状態Ｓjに対応する予測
ブロック内でその値が「１」となるビット番号と同じ画
素番号を有する画素からの検出信号の値を示し、Ｐ_read
(i,k|Ｐ_ref(j,k)＝０)は時刻ｉにメモリから読み出され
た受信ブロック内の画素であって、状態Ｓjに対応する
予測ブロック内でその値が「０」となるビット番号と同
じ画素番号を有する画素からの検出信号の値を示し、ｊ
_connectedMは対応するトレリス線図において対象となっ
ているノードにブランチで接続されている一時刻前の各
ノードのうちＭ番目のブランチにより接続されているノ
ードの番号を示し、max（）は（）内にある複数の
要素のうち最大値を有する要素を選択する演算を示し、
min（）は（）内にある複数の要素のうち最小値を有
する要素を選択する演算を示している。

【００７４】そして、復号時においては、上述したうち
のいずれか一方の漸化式に従ってパスメトリックを計算
し、上述したビタビアルゴリズムに従って各パスを決定
していくこととなる。なお、実際のホログラフィックメ
モリシステムでは、本来「０」（黒）に対応すべき画素
の方が本来「１」（白）に対応すべき画素よりもその分
布が平均値近くに集中しているため、現実の復号時に
は、上記式（１）によりパスメトリックを算出すること
が適切であると言える。

【００７５】次に、上記式（１）によりノードメトリッ
ク及びパスメトリックを設定する場合について、トレリ
ス線図上のブランチの選択処理について図２を用いて説
明する。なお、図２は上述した２：４バランス変調法に
対応した復号時のトレリス線図の一部（時刻ｉ−１から
時刻ｉまでの期間）を示すものである。

【００７６】図２において、例えば、時刻ｉにおけるノ
ードＳ2に着目すると、時刻ｉ−１の各ノードのうち時
刻ｉのノードＳ2にブランチで接続されるノードは上記
表３よりノードＳ0、Ｓ1、Ｓ4及びＳ5となる。

【００７７】そして、時刻ｉのノードＳ2において時刻
ｉ−１と時刻ｉ間の四つのブランチから一のブランチを
選択するときは、時刻ｉ−１の各ノードのうち時刻ｉの
ノードＳ2にブランチが繋がっているノードＳ0、Ｓ1、
Ｓ4及びＳ5における時刻ｉ−１での各パスメトリック
（上記式（１）により算出されているパスメトリック）
を比較する。次に、この比較の結果、時刻ｉ−１のノー
ドＳ4のパスメトリックが四つのパスメトリックの中で
一番小さいとすると、時刻ｉのノードＳ2に接続される
ブランチとしては時刻ｉ−１のノードＳ4からのブラン
チを選択する。そしてこの時刻ｉ−１のノードＳ4から
のブランチを用いて、上記式（１）により時刻ｉでのパ
スメトリックを算出する。具体的には、時刻ｉのノード
Ｓ2では、

【００７８】

【数９】Ｐ_ref(2,0) ＝０、Ｐ_ref(2,1)＝１、Ｐ_ref(2,
2) ＝１、Ｐ_ref(2,3)＝０であるから、時刻ｉのノード
Ｓ2のノードメトリック及びパスメトリックは、

【００７９】

【数１０】ＮＭ(i,2)＝Ｐ_read(i,0)＋Ｐ_read(i,3) ＰＭ(i,2)＝ＰＭ(i-1,4)＋ＮＭ(i,2) となる。

【００８０】これ以後は、上述の演算を各時刻毎に繰り
返し、最終的に一の生き残りパスが全ての時刻について
決定された時点で、その生き残りパス上にある各時刻の
ノードに対応するバランスコードを接続したものが、受
光素子で一度に受光された反射光により当該受光素子上
に形成された画像に対応するバランスコード（すなわ
ち、記録媒体に二次元的に記録されていたディジタル情
報に対応するバランスコード）として復号されることと
なる。（II）第１実施形態次に、本発明に好適な実施形態のうちの第１実施形態に
ついて、図３乃至図８を用いて説明する。

【００８１】なお、以下に説明する第１実施形態は、上
記式（１）に基づいてノードメトリック及びパスメトリ
ックを計算しつつビタビ復号を行うホログラフィック光
メモリシステムに対して本発明を適用した場合の実施形
態である。

【００８２】始めに、本実施形態に係る光メモリシステ
ムの全体構成について、図３を用いて説明する。

【００８３】図３に示すように、実施形態の光メモリシ
ステムＳは、液晶空間光変調器１と、レンズ２及び５
と、記録媒体としての光メモリ３と、Ｙθステージ４
と、検出手段としてのＣＣＤ（Charge Coupled Devic
e）素子６と、ミラー７と、アナモフィック光学系８
と、ＣＰＵ９と、ビタビ検出器１０と、メモリ１１と、
アルゴンレーザ１６と、ハーフミラー１７と、シャッタ
１４及び１５と、ミラー１８と、により構成されてい
る。

【００８４】次に、上記光メモリシステムＳの概要動作
について説明する。

【００８５】始めに情報記録時の動作について説明す
る。

【００８６】情報の記録時においては、先ず、記録すべ
きディジタル情報に対応する入力信号Ｓinが液晶空間変
調器１を駆動する駆動信号として当該液晶空間変調器１
に出力される。

【００８７】一方、これと並行して、シャッタ１４は、
ＣＰＵ９からの制御信号Ｓcl₁に基づいて、アルゴンレ
ーザ１６から射出されハーフミラー１７において反射さ
れた記録信号光としてのアルゴンレーザ光Ｌaを液晶空
間光変調器１の全面に渡って照射する。

【００８８】そして、上記入力信号Ｓinにより駆動され
る液晶空間光変調器１により、アルゴンレーザ光Ｌaに
対して当該入力信号Ｓinに基づく空間光変調処理が施さ
れる。このとき施される空間光変調処理は、液晶空間光
変調器１の液晶面内の各画素ブロック（夫々に四つの正
方形に並んだ画素により構成される画素ブロック）毎
に、入力信号Ｓinに基づき上記２：４バランス変調法を
用いてアルゴンレーザ光Ｌaの透過又は非透過を制御す
ることにより、二次元的に実行される。

【００８９】次に、空間光変調処理が施されたアルゴン
レーザ光Ｌaはレンズ２により集光され、信号光Ｌsとし
て光メモリ３の情報記録面に照射される。

【００９０】ここで、光メモリ３は、Ｙ方向（図３中縦
方向）とθ方向（Ｙ方向に平行な光メモリ３の中心軸に
垂直な面内における回転方向）に光メモリ３を移動又は
回転させることが可能なＹθステージ４上に載置されて
おり、例えば薄層化されたニオブ酸リチウム結晶を積層
することにより形成されている。そして、液晶空間光変
調器１により二次元的に空間光変調された信号光Ｌsが
照射されることにより、入力信号Ｓinに対応する二次元
情報が記録される。

【００９１】このとき、上記信号光Ｌsの光メモリ３へ
の照射と並行して、シャッタ１５が、ＣＰＵ９からの制
御信号Ｓcl₂に基づいてアルゴンレーザ１６から射出さ
れハーフミラー１７を透過した後にミラー１８において
反射された記録参照光としてのアルゴンレーザ光Ｌbを
射出し、当該アルゴンレーザ光Ｌbがアナモフィック光
学系８（すなわち、アルゴンレーザ光Ｌbの光軸に垂直
な面内の各方向によって倍率の異なる光学系）により変
調された後、ミラー９を介して参照光Ｌrとして光メモ
リ３上の信号光Ｌsの照射位置に同時に照射される。こ
れにより光メモリ３上の信号光Ｌsの照射位置において
当該信号光Ｌsと参照光Ｌrとが相互に干渉し、この干渉
に基づくホログラムにより入力信号Ｓinに含まれるディ
ジタル情報が２：４バランス変調法により空間光変調さ
れた上で二次元情報として当該光メモリ３上に記録され
る。

【００９２】次に、光メモリ３に記録された二次元情報
の再生時の動作について説明する。

【００９３】当該二次元情報の再生時においては、始め
に、シャッタ１５がＣＰＵ９からの制御信号Ｓcl₂に基
づいて、アルゴンレーザ１６から射出されハーフミラー
１７を透過した後にミラー１８において反射された再生
参照光としてのアルゴンレーザ光Ｌbを射出し、当該ア
ルゴンレーザ光Ｌｂが情報記録時と同様にアナモフィッ
ク光学系８及びミラー７を介して光メモリ３上の再生す
べき二次元情報が記録されている位置へ参照光Ｌrとし
て照射される。

【００９４】そして、当該参照光Ｌrが光メモリ３上の
当該二次元情報により変調されると共に反射され、その
反射光がレンズ５により平行光である再生信号光Ｌpと
された後、ＣＣＤ素子６の受光面に入射され、当該ＣＣ
Ｄ素子６上の各画素により電気信号であるＣＣＤ検出信
号Ｓpに変換されてビタビ検出器１０に出力される。

【００９５】ここで、当該ＣＣＤ検出信号Ｓpについて
は、再生信号光Ｌpが照射されることによりＣＣＤ素子
６の受光面内の各画素において生成された各ＣＣＤ検出
信号Ｓpが、予め設定されている時間間隔毎に当該受光
面における一画面分同時にビタビ検出器１０に出力され
る。

【００９６】そして、ＣＣＤ素子６から出力されたＣＣ
Ｄ検出信号Ｓpは、ビタビ検出器１０に入力され、当該
ＣＣＤ検出信号Ｓpに対して２：４バランス変調法に対
応して簡略化されたビタビ復号処理が施され、入力信号
Ｓinを推定する推定信号としての出力信号Ｓoutが出力
され、当該入力信号Ｓinが再生される。

【００９７】このとき、ＣＰＵ９は、メモリ１１との間
で必要なデータの授受をメモリ信号Ｓzを用いて行いつ
つ上述した記録再生処理を制御すべく、上記制御信号Ｓ
cl₁及びＳcl₂を出力すると共に、ビタビ検出器１０にお
ける後述するビタビ復号処理を制御すべく制御信号Ｓcd
を生成し、当該ビタビ検出器１０へ出力する。

【００９８】次に、本発明に係るビタビ検出器１０の構
成及び動作について、図４乃至図８を用いて説明する。
なお、図４及び図５はビタビ検出器１０の細部構成を示
すブロック図であり、図６は本発明にかかるビタビ復号
処理を示すフローチャートであり、図７及び図８はビタ
ビ復号処理により生き残りパスが決定されていく様子を
示すトレリス線図である。

【００９９】図４（ａ）に示すように、第１実施形態の
ビタビ検出器１０は、メモリ２０と、算出手段及び再生
手段としての復号部２１と、により構成されている。

【０１００】次に、動作を説明する。

【０１０１】メモリ２０は、ＣＣＤ検出信号Ｓpが、所
定の時間間隔毎にＣＣＤ素子６の受光面における一画面
分同時に入力されてくると、当該一画面分のＣＣＤ検出
信号Ｓpをそのまま一時的に記憶する。そして、ＣＰＵ
９からの制御信号Ｓcdにより示される上記時刻（上記原
理説明において、時刻ｉ、時刻ｉ−１等として説明した
時刻）毎に、当該受光面における一受信ブロックに相当
する四つの画素からの当該ＣＣＤ検出信号Ｓpを夫々別
個に受信信号Ｓ₀乃至Ｓ₃として復号部２１へ出力する。

【０１０２】このとき、メモリ２０は、一の受信ブロッ
クの単位で相互に相隣接する受信ブロック毎に順に受信
信号Ｓ₀乃至Ｓ₃を出力する。更にこの場合に、受信信号
Ｓ₀は受信ブロックにおける左上の画素から生成された
ＣＣＤ検出信号Ｓpが受信信号Ｓ₀として出力されるもの
であり、受信信号Ｓ₁は同じく左下の画素から生成され
たＣＣＤ検出信号Ｓpが受信信号Ｓ₁として出力されるも
のであり、受信信号Ｓ ₂は同じく右上の画素から生成さ
れたＣＣＤ検出信号Ｓpが受信信号Ｓ₂として出力される
ものであり、受信信号Ｓ₃は同じく右下の画素から生成
されたＣＣＤ検出信号Ｓpが受信信号Ｓ₃として出力され
るものである。

【０１０３】そして、復号部２１は、受信信号Ｓ₀乃至
Ｓ₃が入力されると、当該受信信号Ｓ ₀乃至Ｓ₃に対して
後述するビタビ復号処理を施し、上記出力信号Ｓoutを
生成して出力する。

【０１０４】次に、復号部２１の細部構成及び動作につ
いて、図４（ｂ）を用いて説明する。

【０１０５】図４（ｂ）に示すように、復号部２１は、
加算手段としてのメトリック計算部３０と、状態選択手
段及びパスメトリック算出手段としての加算比較選択部
３１と、パスメモリ３２と、パス選択部３３と、により
構成されている。

【０１０６】次に、動作を説明する。

【０１０７】先ず、メトリック計算部３０は、上記受信
信号Ｓ₀乃至Ｓ₃に基づいて各ノード（本実施形態の場合
は、ノードＳ0乃至Ｓ5）毎の上記ノードメトリックを夫
々計算し、夫々別個にノードメトリック信号Ｓs0乃至Ｓ
s5を生成して加算比較選択部３１へ出力する。

【０１０８】そして、加算比較選択部３１は、入力され
たノードメトリック信号Ｓs0乃至Ｓs5における各ノード
メトリックに基づいて、各ノード毎に上記パスメトリッ
クを計算し、更に当該各パスメトリックの中から最小の
値を有するパスメトリックを選択し、当該選択されたパ
スメトリックを含むパスメトリック信号Ｓpmを生成して
パスメモリ３２に出力する。

【０１０９】次に、パスメモリ３２は、出力されたパス
メトリックを各受信ブロック毎に別個に記憶し、全ての
受信ブロックについてのパスメトリックの記憶が終了す
ると、それらをメトリック信号Ｓdpとしてパス選択部３
３に出力する。

【０１１０】そして、パス選択部３３は、メトリック信
号Ｓdpとして入力されるパスメトリックの中から多数決
法等の予め設定された選択方法により生き残りパスとな
るべきパスメトリックを選択し、当該選択された生き残
りパスの経路上にある各ノード（各時刻毎に一つに決ま
っている。）に対応するバランスコードの連続として上
記出力信号Ｓoutを生成し、出力する。

【０１１１】次に、本発明に係るノードメトリックの生
成を行うメトリック計算部３０の細部構成及び動作につ
いて、図５を用いて説明する。

【０１１２】図５に示すように、メトリック計算部３０
は、上記受信信号Ｓ₀乃至Ｓ₃に基づいて夫々に加算処理
を行ってノードメトリックを生成し、上記ノードメトリ
ック信号Ｓs0乃至Ｓs5として出力する六つの加算器３５
乃至４０を備えて構成されている。

【０１１３】ここで、加算器３５はノードＳ0のノード
メトリックを生成するためのものであり、当該ノードＳ
0に対応するバランスコードが「００１１」であること
から、上記式（１）によりノードメトリックＮＭ(i,0)
を算出すべく、バランスコードの第１ビット「０」に対
応する受信信号Ｓ₀（式（１）においてＰ_read(i,0|Ｐ
_ref(0,0)＝０)に相当する。）と、同じく第２ビット
「０」に対応する受信信号Ｓ₁（式（１）においてＰ
_read(i,1|Ｐ_ref(0,1)＝０)に相当する。）とを加算し、
その和を上記ノードメトリック信号Ｓs0とする。

【０１１４】次に、加算器３６はノードＳ1のノードメ
トリックを生成するためのものであり、当該ノードＳ1
に対応するバランスコードが「０１０１」であることか
ら、上記式（１）によりノードメトリックＮＭ(i,1)を
算出すべく、バランスコードの第１ビット「０」に対応
する受信信号Ｓ₀と、同じく第３ビット「０」に対応す
る受信信号Ｓ₂（式（１）においてＰ_read(i,2|Ｐ_ref(0,
2)＝０)に相当する。）とを加算し、その和を上記ノー
ドメトリック信号Ｓs1とする。

【０１１５】加算器３７はノードＳ2のノードメトリッ
クを生成するためのものであり、当該ノードＳ2に対応
するバランスコードが「０１１０」であることから、上
記式（１）によりノードメトリックＮＭ(i,2)を算出す
べく、バランスコードの第１ビット「０」に対応する受
信信号Ｓ₀と、同じく第４ビット「０」に対応する受信
信号Ｓ₃（式（１）においてＰ_read(i,3|Ｐ_ref(0,3)＝
０)に相当する。）とを加算し、その和を上記ノードメ
トリック信号Ｓs2とする。

【０１１６】加算器３８はノードＳ3のノードメトリッ
クを生成するためのものであり、当該ノードＳ3に対応
するバランスコードが「１００１」であることから、上
記式（１）によりノードメトリックＮＭ(i,3)を算出す
べく、バランスコードの第２ビット「０」に対応する受
信信号Ｓ₁と、同じく第３ビット「０」に対応する受信
信号Ｓ₂とを加算し、その和を上記ノードメトリック信
号Ｓs3とする。

【０１１７】更に、加算器３９はノードＳ4のノードメ
トリックを生成するためのものであり、当該ノードＳ4
に対応するバランスコードが「１０１０」であることか
ら、上記式（１）によりノードメトリックＮＭ(i,4)を
算出すべく、バランスコードの第２ビット「０」に対応
する受信信号Ｓ₁と、同じく第４ビット「０」に対応す
る受信信号Ｓ₃とを加算し、その和を上記ノードメトリ
ック信号Ｓs4とする。

【０１１８】最後に、加算器４０はノードＳ5のノード
メトリックを生成するためのものであり、当該ノードＳ
5に対応するバランスコードが「１１００」であること
から、上記式（１）によりノードメトリックＮＭ(i,5)
を算出すべく、バランスコードの第３ビット「０」に対
応する受信信号Ｓ₂と、同じく第４ビット「０」に対応
する受信信号Ｓ₃とを加算し、その和を上記ノードメト
リック信号Ｓs５とする。

【０１１９】次に、上述した構成を有するビタビ検出器
１０における本発明のビタビ処理に全体について、図６
に示すフローチャートを用いて説明する。

【０１２０】ビタビ検出器１０におけるビタビ復号処理
においては、始めに、加算比較選択部３１内のパスメト
リックを一時的に記憶しておく記憶部を初期化し（ステ
ップＳ１）、次に、メモリ２０から時刻ｉにおいて一の
受信ブロックに対応する受信信号Ｓ₀乃至Ｓ₃を復号部２
１内のメトリック計算部３０に読み込む（ステップＳ
２）。

【０１２１】次に、各ノード（状態）の番号を示すパラ
メータｊを初期化する（ステップＳ３）。そして、時刻
ｉ−１の各ノードのうち、現在対象となっている時刻ｉ
のノードに接続されているノード夫々のパスメトリック
の中で最小の値を有するパスメトリックを選択し、当該
パスメトリックの番号（インデックス）をＪ_selectedと
する（ステップＳ４）。

【０１２２】次に、加算比較選択部３１内に各ノード毎
に設けられている領域内であるパスメモリ（ｊ）にパス
メモリ（Ｊ_selected）の内容、すなわち、時刻ｉ−１ま
でに形成されているパスの経歴を格納する（ステップＳ
５）。

【０１２３】そして、ノード（状態）Ｓjに対応する予
測ブロックを取得し（ステップＳ６）、当該取得した予
測ブロック内の各ビットの値に基づいて、ステップＳ２
において読み込んだ受信信号Ｓ₀乃至Ｓ₃から式（１）に
基づいて各ノードメトリックをメトリック計算部３０に
おいて計算し（ステップＳ７）、更にその計算結果を用
いて加算比較選択部３１において式（１）に基づき各ノ
ード毎のパスメトリックを計算する（ステップＳ８）。
なお、第１実施形態のメトリック計算部３０において
は、各加算器３５乃至４０に対する接続により上記ステ
ップＳ６及びＳ７の処理が代用されていることとなる。

【０１２４】そして、一つのノードについて時刻ｉにお
けるパスメトリックの計算が終了すると、パラメータｊ
をインクリメントし（ステップＳ９）、次に、インクリ
メント後のパラメータｊの値に基づいて全てのノードに
ついてステップＳ４乃至Ｓ９の処理が完了しているかを
判定する（ステップＳ１０）。

【０１２５】次に、ステップＳ１０の判定において、全
てのノードについて処理が完了していないとき、すなわ
ち、インクリメント後のパラメータｊの値が５以下であ
ったときは（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ステップＳ４に
戻って次のノードに対してステップＳ４乃至Ｓ９の動作
を繰り返す。

【０１２６】一方、ステップＳの判定において、全ての
ノードについて処理が完了しているとき、すなわち、イ
ンクリメント後のパラメータｊの値が６であったときは
（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、次に、時刻ｉをインクリ
メントする（ステップＳ１１）。

【０１２７】そして、全ての時刻についてステップＳ２
乃至Ｓ１１の処理が終了したか、すなわち、一度にメモ
リ２０に記憶された全てのＣＣＤ検出信号Ｓpについて
ビタビ復号処理が完了したか否かが判定され（ステップ
Ｓ１２）、終了していないときは（ステップＳ１２；Ｎ
ｏ）、ステップＳ２に戻って次の時刻に対応する受光ブ
ロック（すなわち、ＣＣＤ素子６の受光面上で隣接して
いる受光ブロック）からの受光信号Ｓ₀乃至Ｓ₃に対して
ステップＳ２乃至Ｓ１１の処理を実行すべくステップＳ
２に戻り、一方、全ての時刻について処理が終了してい
るときは（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、次に、従来と同
様のビタビ復号における未マージの処理及び多数決選択
をパスメモリ３２及びパス選択部３３を用いて行う（ス
テップＳ１３）。

【０１２８】そして、ＣＣＤ素子６の受光部一画面分の
処理が終了したら、次に、再生すべき全てのディジタル
情報に対応する全ての画面について処理が終了したか否
かを確認し（ステップＳ１４）、終了しているときは
（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）そのまま処理を終了し、ス
テップＳ１４の判定において終了していないときは（ス
テップＳ１４；Ｎｏ）、次に一画面分のＣＣＤ検出信号
Ｓpをメモリ２０内に取り込み（ステップＳ１５）、当
該取り込んだＣＣＤ検出信号Ｓpに対して上述した処理
を繰り返すべくステップＳ１へ戻る。

【０１２９】次に、これまで説明した処理によりパスの
経歴が決定されて最終的に生き残りパスが決定され、出
力信号Ｓoutが生成されるまでの流れを図７及ぶ図８の
トレリス線図を用いて略説する。

【０１３０】図７及び図８に示すように、パスの経歴が
決定されるまでには、先ず、時刻ｉ−１から時刻ｉ間の
ブランチが上記表３及び上記ノードメトリック並びにパ
スメトリックに基づき全てのノードについて選ばれると
（図８（ａ）及び（ｂ））、次に、時刻ｉ−２から時刻
ｉ−１の間で選択されたブランチの一部はその行き先が
なくなるので（図８（ｂ）点線参照）、そのようなブラ
ンチは破棄される。

【０１３１】次に、今度は時刻ｉ−２まで残っていたパ
スの一つが行き先を失い（図９（ａ）点線参照）、この
時点で時刻ｉ−２までのパスが一本化する。その結果、
当該一本化されたパス上にあるノードに対応するバラン
スコードの連続として時刻ｉ−２までの出力信号Ｓout
が決定するのである。以降は、この処理が繰り返され、
最終的に全時刻（すなわち一画面全体）について一本の
生き残りパスが決定され、最終的な出力信号Ｓoutが生
き残りパス上にある各ノードに対応するバランスコード
の連続として決定される。

【０１３２】以上説明したように、第１実施形態の光メ
モリシステムＳにおけるビタビ検出器１０の動作によれ
ば、予め設定されているノード毎の予測ブロックと受信
ブロックとの比較によりビタビ復号処理を行ってディジ
タル情報を再生するので、簡易な構成で２：４バランス
変調法に適合して精度よくディジタル情報を再生するこ
とができる。

【０１３３】また、加算処理及び選択処理のみでノード
毎のノードメトリック（尤度）を算出できるので、いわ
ゆる二乗計算をすることなく尤度を算出でき、簡易な構
成で精度よくディジタル情報を再生することができる。

【０１３４】更に、一の受信ブロック内に含まれる画素
の数が４であるので、再生精度を低減することなく簡易
な処理でディジタル情報を再生することができる。

【０１３５】更にまた、二次元ホログラフィックメモリ
である光メモリ３から二次元的に記録されているディジ
タル情報再生する際に、簡易な処理で再生することがで
きる。（III）第２実施形態次に、本発明に係る他の実施形態である第２実施形態に
ついて、図９を用いて説明する。なお、図９は第２実施
形態に係るメトリック計算部の構成を示すブロック図で
ある。

【０１３６】また、以下の第２実施形態においては、メ
トリック計算部以外の構成は第１実施形態の光メモリシ
ステムＳと同様であるので、細部の説明は省略する。

【０１３７】上述した第１実施形態では、上記式（１）
に基づいてノードメトリック及びパスメトリックを算出
したビタビアルゴリズムを適用したが、第２実施形態で
は上記式（２）に基づいてノードメトリック及びパスメ
トリックを算出する。すなわち、直前の時刻におけるパ
スメトリックについては（図６ステップＳ４参照）、そ
の値が最大であるパスメトリックをその直前の時刻にお
けるパスメトリックとして選択し、更に、ノードメトリ
ックの計算（図６ステップＳ７参照）においては、予測
ブロックにおける「１」に対応する画素に対応する受信
ブロックの画素からのＣＣＤ検出信号Ｓｐを加算してノ
ードメトリックを算出する。

【０１３８】このため、第２実施形態のメトリック計算
部３０’においては、図９に示すように、加算器４１は
ノードＳ0のノードメトリックを生成するためのもので
あり、当該ノードＳ0に対応するバランスコードが「０
０１１」であることから、上記式（２）によりノードメ
トリックＮＭ(i,0)を算出すべく、バランスコードの第
３ビット「１」に対応する受信信号Ｓ₂（式（１）にお
いてＰ_read(i,2|Ｐ_ref(0,2)＝１)に相当する。）と、同
じく第４ビット「１」に対応する受信信号Ｓ₃(式（１）
においてＰ_read(i,3|Ｐ_ref(0,3)＝１)に相当する。）と
を加算し、その和を上記ノードメトリック信号Ｓs0とす
る。

【０１３９】次に、加算器４２はノードＳ1のノードメ
トリックを生成するためのものであり、当該ノードＳ1
に対応するバランスコードが「０１０１」であることか
ら、上記式（２）によりノードメトリックＮＭ(i,1)を
算出すべく、バランスコードの第２ビット「１」に対応
する受信信号Ｓ₁（式（１）においてＰ_read(i,1|Ｐ
_re _f(0,1)＝１)に相当する。）と、同じく第４ビット
「１」に対応する受信信号Ｓ₃とを加算し、その和を上
記ノードメトリック信号Ｓs1とする。

【０１４０】加算器４３はノードＳ2のノードメトリッ
クを生成するためのものであり、当該ノードＳ2に対応
するバランスコードが「０１１０」であることから、上
記式（２）によりノードメトリックＮＭ(i,2)を算出す
べく、バランスコードの第２ビット「１」に対応する受
信信号Ｓ₁と、同じく第３ビット「１」に対応する受信
信号Ｓ₂とを加算し、その和を上記ノードメトリック信
号Ｓs2とする。

【０１４１】加算器４４はノードＳ3のノードメトリッ
クを生成するためのものであり、当該ノードＳ3に対応
するバランスコードが「１００１」であることから、上
記式（２）によりノードメトリックＮＭ(i,3)を算出す
べく、バランスコードの第１ビット「１」に対応する受
信信号Ｓ₀（式（１）においてＰ_read(i,0|Ｐ_ref(0,0)＝
１)に相当する。）と、同じく第４ビット「１」に対応
する受信信号Ｓ₃とを加算し、その和を上記ノードメト
リック信号Ｓs3とする。

【０１４２】更に、加算器４５はノードＳ4のノードメ
トリックを生成するためのものであり、当該ノードＳ4
に対応するバランスコードが「１０１０」であることか
ら、上記式（２）によりノードメトリックＮＭ(i,4)を
算出すべく、バランスコードの第１ビット「１」に対応
する受信信号Ｓ₀と、同じく第３ビット「０」に対応す
る受信信号Ｓ₂とを加算し、その和を上記ノードメトリ
ック信号Ｓs4とする。

【０１４３】最後に、加算器４６はノードＳ5のノード
メトリックを生成するためのものであり、当該ノードＳ
5に対応するバランスコードが「１１００」であること
から、上記式（２）によりノードメトリックＮＭ(i,5)
を算出すべく、バランスコードの第１ビット「１」に対
応する受信信号Ｓ₀と、同じく第２ビット「１」に対応
する受信信号Ｓ₁とを加算し、その和を上記ノードメト
リック信号Ｓs５とする。

【０１４４】そして、実際の処理においては、上述した
ように、図６におけるステップＳ４及びＳ７が式（２）
に対応して変更され、ビタビ復号処理が実行される。

【０１４５】その他の処理は第１実施形態の処理と同様
であるで細部の説明は省略する。

【０１４６】以上説明した第２実施形態によっても、基
本的に第１実施形態と変わらないビタビ復号の簡略化に
よる効果を得ることができる。（IV）第３実施形態次に、本発明に係る他の実施形態である第３実施形態に
ついて、図１０を用いて説明する。なお、図１０は第３
実施形態に係るメトリック計算部の構成を示すブロック
図である。

【０１４７】また、以下の第３実施形態においては、メ
トリック計算部以外の構成は第１実施形態の光メモリシ
ステムＳと同様であるので、細部の説明は省略する。

【０１４８】上述した第１実施形態では、そのメトリッ
ク計算部３０において、各加算器への受信信号Ｓ₀乃至
Ｓ₃の接続態様を変化させることにより各状態毎の予測
ブロックの内容に対応したノードメトリックの生成を行
ったが、第３実施形態においては、予測ブロックにおけ
るビットの内容に応じてスイッチを切りかえることによ
り受信信号Ｓ₀乃至Ｓ₃の中から加算される受信信号を選
択し、これにより、時分割的に、各ノードに対応するノ
ードメトリック信号Ｓs0乃至Ｓs 5を生成する。

【０１４９】このため、第３実施形態のメトリック計算
部３０”は、スイッチ５３乃至５６と、ゼロレベル発生
器５１と、予測ブロックメモリ５２と、加算器５０と、
により構成されている。

【０１５０】このとき、各受信信号Ｓ₀乃至Ｓ₃は夫々別
個にスイッチ５３乃至５６の一方の端子に接続されてお
り、更に、ゼロレベル発生器５１からのゼロレベル信号
Ｓcz（常にゼロレベルを有している。）は夫々にスイッ
チ５３乃至５６の他方の端子に接続されている。

【０１５１】そして、各スイッチ５３乃至５６は、予測
ブロックメモリ５２からの各制御信号Ｓc0乃至Ｓc3が
「ＨＩＧＨ」レベルのときに夫々受信信号Ｓ₀乃至Ｓ₃側
に切り換えられ、「ＨＩＧＨ」レベルでないときにゼロ
レベル信号Ｓcz側に切り換えられる。

【０１５２】このとき、予測ブロックメモリ５２は、各
ノード毎の予測ブロックを記憶しており、各ノードに対
応する予測ブロックの夫々において、対応するバランス
コードにおける第１ビット（予測ブロックにおける左上
のビット）が「０」のときに「ＨＩＧＨ」レベルとなる
上記制御信号Ｓc0を生成してスイッチ５３へ出力し、対
応するバランスコードにおける第２ビット（予測ブロッ
クにおける左下のビット）が「０」のときに「ＨＩＧ
Ｈ」レベルとなる上記制御信号Ｓc1を生成してスイッチ
５４へ出力し、対応するバランスコードにおける第３ビ
ット（予測ブロックにおける右上のビット）が「０」の
ときに「ＨＩＧＨ」レベルとなる上記制御信号Ｓc2を生
成してスイッチ５５へ出力し、対応するバランスコード
における第４ビット（予測ブロックにおける右下のビッ
ト）が「０」のときに「ＨＩＧＨ」レベルとなる上記制
御信号Ｓc3を生成してスイッチ５６へ出力する。

【０１５３】そして、加算器５０は、各スイッチ５３乃
至５６から出力されるスイッチ信号Ｓsw0乃至Ｓsw3を加
算し、上記ノードメトリック信号Ｓs0乃至Ｓs5を相互に
時分割的に出力する。

【０１５４】より具体的には、ノードメトリック信号Ｓ
s0を生成するタイミングにおいては、ノードＳ0に対応
するバランスコードが「００１１」であることから、制
御信号Ｓc0及びＳc1が「ＨＩＧＨ」レベルとなり、これ
により、受信信号Ｓ₀及びＳ₁が夫々スイッチ信号Ｓsw0
及びＳsw1として加算器５０へ出力される。このとき、
スイッチ信号Ｓsw2及びＳsw3としてはゼロレベル信号Ｓ
czがそのまま出力されるので、結果として、ノードメト
リック信号Ｓs0としては、第１実施形態の場合と同様
に、受信信号Ｓ₀と受信信号Ｓ₁とが加算されたものが出
力される。

【０１５５】一方、ノードメトリック信号Ｓs1を生成す
るタイミングにおいては、ノードＳ1に対応するバラン
スコードが「０１０１」であることから、制御信号Ｓc0
及びＳc2が「ＨＩＧＨ」レベルとなり、これにより、受
信信号Ｓ₀及びＳ₂が夫々スイッチ信号Ｓsw0及びＳsw2と
して加算器５０へ出力される。このとき、スイッチ信号
Ｓsw1及びＳsw3としてはゼロレベル信号Ｓczがそのまま
出力されるので、結果として、ノードメトリック信号Ｓ
s1としては、第１実施形態の場合と同様に、受信信号Ｓ
₀と受信信号Ｓ₂とが加算されたものが出力される。

【０１５６】以下、同様にして、ノードメトリック信号
Ｓs2を生成するタイミングにおいては、ノードＳ2に対
応するバランスコードが「０１１０」であることから、
制御信号Ｓc0及びＳc3が「ＨＩＧＨ」レベルとなり、結
果として、受信信号Ｓ₀と受信信号Ｓ₃とが加算されたも
のがノードメトリック信号Ｓs２として出力される。

【０１５７】更に、ノードメトリック信号Ｓs3を生成す
るタイミングにおいては、ノードＳ3に対応するバラン
スコードが「１００１」であることから、制御信号Ｓc1
及びＳc2が「ＨＩＧＨ」レベルとなり、結果として、受
信信号Ｓ₁と受信信号Ｓ₂が加算されたものがノードメト
リック信号Ｓs3として出力される。

【０１５８】また、ノードメトリック信号Ｓs4を生成す
るタイミングにおいては、ノードＳ4に対応するバラン
スコードが「１０１０」であることから、制御信号Ｓc1
及びＳc3が「ＨＩＧＨ」レベルとなり、結果として、受
信信号Ｓ₁と受信信号Ｓ₃とが加算されたものがノードメ
トリック信号Ｓs4として出力される。

【０１５９】最後に、ノードメトリック信号Ｓs5を生成
するタイミングにおいては、ノードＳ5に対応するバラ
ンスコードが「１１００」であることから、制御信号Ｓ
c2及びＳc3が「ＨＩＧＨ」レベルとなり、結果として、
受信信号Ｓ₂と受信信号Ｓ₃とが加算されたものがノード
メトリック信号Ｓs5として出力される。

【０１６０】そして、第３実施形態の加算比較選択部に
おいては、全てのノードメトリック信号が出そろってか
らパスメトリックの生成に移行する。

【０１６１】その他の処理は第１実施形態の処理と同様
であるで細部の説明は省略する。

【０１６２】以上説明した第３実施形態によれば、基本
的に第１実施形態と変わらないビタビ復号の簡略化によ
る効果を得ることができると共に、回路構成に必要な面
積を低減させることができるという効果を奏する。

【０１６３】なお、上記第３実施形態において、上記第
２実施形態と同様の処理によりノードメトリック及びパ
スメトリックを生成する場合には、上記各制御信号Ｓc0
乃至Ｓc3における論理を逆にする、すなわち、各ノード
に対応する予測ブロックの夫々において、対応するバラ
ンスコードにおける第１ビット乃至第４ビットが夫々に
「１」であるときに夫々に「ＨＩＧＨ」レベルとなる上
記制御信号Ｓc0乃至Ｓc3を生成して夫々スイッチ５３乃
至５６へ出力するように構成すればよい。

【０１６４】なお、上述の各実施形態においては、上記
２：４バランス変調法により変調された場合について説
明したが、これ以外に、例えば、５ビットのディジタル
情報を８個の画素を有する受信ブロック及び予測ブロッ
クを用いて記録再生する５：８バランス変調法等に対し
ても本発明は適用することができる。

【０１６５】また、上述の各実施形態においては、ＣＣ
Ｄ素子６において一度に受光した再生信号光Ｌrに対応
するＣＣＤ検出信号Ｓpを一画面分のみ一度にメモリ２
０に記憶し、その記憶したＣＣＤ検出信号Ｓpのうち一
の受信ブロックに対応するＣＣＤ検出信号Ｓpを当該受
信ブロック毎に順次読み出し、当該メモリ２０から読み
出した時系列に沿って本発明のビタビ復号処理を施した
が、これ以外に、ＣＣＤ検出信号Ｓpを複数画面分メモ
リ２０に記憶しておき、各画面内における同じ位置の受
信ブロックに対して、当該複数画面が形成された時系列
に沿って本発明のビタビ復号処理を施す構成とすること
もできる。

【０１６６】

【実施例】次に、上述した第１実施形態の場合につい
て、２：４バランス変調法及び５：８バランス変調法を
用いた場合のエラーレートに関する効果を具体的に図１
１を用いて説明する。なお、図１１は上記２：４バラン
ス変調法（図１１中菱形で示す。）及び５：８バランス
変調法（図１１中正方形で示す。）を用いた場合のエラ
ーレートの変化と上記従来の差分コーディング法（図１
１中三角形で示す。）を用いた場合のエラーレートの比
較を示すものであり、その縦軸はビットエラーレートを
示し、その横軸は光振幅に換算したＳ／Ｎ（Signal/Noi
se）比を示している。

【０１６７】図１１から明らかなように、２：４バラン
ス変調法に本発明を組み合わせた場合には、差分コーデ
ィング法と同じ利用効率ではあるがそのエラーレートは
半分に抑制されている。

【０１６８】一方、５：８バランス変調法に本発明を組
み合わせた場合には、差分コーディング法と同じエラー
レートではあるがその利用効率が５／４倍となっている
ことが判る。

【０１６９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、一の画素ブロック内の異なる記録レベル
を有する画素の数同士の比を全ての画素ブロックについ
て同じとして予め設定されている当該異なる記録レベル
を有する画素の配置態様と当該画素毎の検出信号に基づ
いてビタビ復号方式によりディジタル情報を再生するの
で、当該変調方法に適合すると共に簡易な構成で精度よ
くディジタル情報を再生することができる。

【０１７０】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、加算処理及び選択処理の
みで対象状態に対応するメトリックを算出できるので、
いわゆる二乗計算をすることなくメトリックを算出で
き、簡易な構成で精度よくディジタル情報を再生するこ
とができる。

【０１７１】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の発明の効果に加えて、一の画素ブロック
内に含まれる画素の数が４以上であるので、再生精度を
低減することなく簡易な処理でディジタル情報を再生す
ることができる。

【０１７２】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、二
次元ホログラフィックメモリから二次元的に記録されて
いるディジタル情報再生する際に、簡易な処理で再生す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図であり、（ａ）は受
信ブロックの例を説明する図であり、（ｂ）は予測ブロ
ックの例を説明する図である。

【図２】ブランチの選択を説明する図である。

【図３】第１実施形態の光メモリシステムの概要構成を
示すブロック図である。

【図４】ビタビ検出器の構成を示すブロック図であり、
（ａ）はビタビ検出器の細部構成を示すブロック図であ
り、（ｂ）は復号部の細部構成を示すブロック図であ
る。

【図５】第１実施形態のメトリック計算部の細部構成を
示すブロック図である。

【図６】第１実施形態のビタビ復号処理を示すフローチ
ャートである。

【図７】ビタビ復号処理の流れを例示する図（Ｉ）であ
り、（ａ）はブランチ計算段階を示す図であり、（ｂ）
はブランチ選択段階を示す図である。

【図８】ビタビ復号処理の流れを例示する図（II）であ
り、（ａ）はパス選択段階を示す図であり、（ｂ）はノ
ード決定段階を示す図である。

【図９】第２実施形態のメトリック計算部の細部構成を
示すブロック図である。

【図１０】第３実施形態のメトリック計算部の細部構成
を示すブロック図である。

【図１１】本発明の効果を示すグラフ図である。

【図１２】一般的なビタビ復号処理の流れを例示する図
である。

【符号の説明】

１…液晶空間光変調器２、５…レンズ３…光メモリ４…Ｙθステージ６…ＣＣＤ素子７、１８…ミラー８…アナモフィック光学系９…ＣＰＵ１０…ビタビ検出器１１、２０…メモリ１４、１５…シャッタ１６…アルゴンレーザ１７…ハーフミラー２１…復号部３０、３０’、３０”…メトリック計算部３１…加算比較選択部３２…パスメモリ３３…パス選択部３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４
３、４４、４５、４６、５０…加算器５１…ゼロレベル発生器５２…予測ブロックメモリＳ…光メモリシステムＢ_i…受信ブロックＥ…予測ブロックＳ0、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5…ノードＳcl₁、Ｓcl₂、Ｓcd、Ｓc0、Ｓc1、Ｓc2、Ｓc3…制御信
号Ｓz…メモリ信号Ｓp…ＣＣＤ検出信号Ｓout…出力信号Ｓin…入力信号Ｓ₀、Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃…受信信号Ｓs0、Ｓs1、Ｓs2、Ｓs3、Ｓs4、Ｓs5…ノードメトリッ
ク信号Ｓpm…パスメトリック信号Ｓdp…メトリック信号Ｓcz…ゼロレベル信号Ｓsw0、Ｓsw1、Ｓsw2、Ｓsw3…スイッチ信号Ｌa、Ｌb…アルゴンレーザ光Ｌs…信号光Ｌp…再生信号光Ｌr…参照光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体内の二次元記録領域を構成する
画素を複数個含む画素ブロックを当該二次元記録領域内
に複数個構成し、当該構成された一の画素ブロック内の
異なる記録レベルを有する前記画素の数同士の比を全て
の前記画素ブロックについて同じとして前記二次元記録
領域に記録されたディジタル情報をビタビ復号方式によ
り再生するディジタル情報再生装置であって、一の前記
画素ブロック内の異なる前記記録レベルを有する前記画
素の当該画素ブロック内における予め設定された異なる
複数種類の配置態様の夫々を、前記ビタビ復号方式にお
ける一の再生タイミング毎に定義される異なる複数種類
の状態に夫々対応させて前記ディジタル情報を再生する
ディジタル情報再生装置において、各前記画素ブロック内の前記画素毎に、当該画素ブロッ
ク内に記録されている前記ディジタル情報に対応する検
出信号を生成する検出手段と、一の前記画素ブロック内に含まれる各前記画素に対応す
る前記検出信号の検出レベル及び各前記配置態様に基づ
いて、一の前記再生タイミングにおける一の前記状態毎
に対応するメトリックを算出する算出手段と、各前記状態に対応する前記算出された各メトリックに基
づいて、一の前記再生タイミングに対応する各前記状態
のうち前記ディジタル情報に対して最も尤もらしい一の
前記状態を選択し、当該選択された状態に対応づけられ
ている前記配置態様により示されるディジタル値を、一
の前記画素ブロックに対応する再生情報として出力する
再生手段と、を備えることを特徴とするディジタル情報再生装置。
【請求項２】請求項１に記載のディジタル情報再生装
置において、前記記録レベルは、二値のうちのいずれか一方に対応す
る二つの記録レベルであると共に、前記算出手段は、一の前記再生タイミングにおける一の前記状態である対
象状態について、当該対象状態に対応している前記配置
態様において前記一方の記録レベルに対応している前記
画素に対応する前記検出信号の検出レベルを加算し、当
該対象状態に対応する加算メトリックを算出する加算手
段と、一の前記再生タイミングの直前の前記再生タイミングで
ある直前再生タイミングにおける各前記状態のうち、前
記対象状態に対して当該直前再生タイミングからブラン
チを有する前記状態の中から前記一方の記録レベルに対
応する一の前記状態を選択する状態選択手段と、前記選択された状態に対応するパスメトリックに前記対
象状態に対応する前記加算メトリックを加算し、当該対
象状態に対応するパスメトリックを生成し、当該生成さ
れたパスメトリックを前記メトリックとして出力するパ
スメトリック算出手段と、により構成されていることを特徴とするディジタル情報
再生装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載のディジタル情報
再生装置において、一の前記画素ブロック内に含まれる前記画素の数が４以
上であることを特徴とするディジタル情報再生装置。
【請求項４】請求項１から３のいずれか一項に記載の
ディジタル情報再生装置において、前記記録媒体は二次元ホログラフィックメモリであると
共に、前記検出手段は、当該二次元ホログラフィックメモリ内
の各前記画素によって反射された光ビームを当該各画素
毎に受光し、前記検出信号を当該各画素毎に出力するこ
とを特徴とするディジタル情報再生装置。