TWI301615B

TWI301615B - Hologram recording and reproducing apparatus and hologram reproducing apparatus

Info

Publication number: TWI301615B
Application number: TW094110808A
Authority: TW
Inventors: Hideki Hayashi
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2008-10-01
Also published as: CN1950887A; KR100584607B1; TW200534265A; JP2005302079A; KR20050098757A; JP4188870B2

Description

.I3〇i^4fd〇c 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】入，發明是有關於—種全像記錄與再生裝置，以及—種二斗生|置，用來將㈣記錄在全像舰，献全像媒 2 生貨料。且較特別的是，有關於即使當因干擾造成所戒就的訊號雜訊比惡化時，亦可降低解碼錯誤的—種王像記錄與再生裝置’以及-種全像再生裝置。【先前技術】 _ 近年來’如相位變動光碟(phase_change 〇ptical出咖）與磁電光碟（magnet〇_optical disks)的可重覆寫入光碟 (rewritable optical disks)已廣泛地被應用。為增加這種光碟的記錄密度，必須使用一種可降低光束光點直徑的技術。這種技術可降低相鄰磁執之間，或相鄰位元之間的距離，以藉此提升記錄密度。這種光碟的密度目前係年復一年持續增加。然而，在此光碟平面中的資料記錄密度卻受限於光線的繞射界限 _ (diffractive limit)。因此，需要使用一種利用光碟深度(depth) 的三維多重記錄技術（three-dimensional multiple recording)，以增加其記錄容量。因全像記憶體（hologram memory)具有三維記錄區 (three-dimensional recording area)，以提供較大容量，且因其使用目前正在發展的二維批次記錄及再生方法，以提供較高存取速度。因此，可將全像記憶體做為下一世代電腦記憶體使用。在全像記憶體中，目標光束(object beam)與 I301^4fd〇c 對應於記錄資料的參考光束(reference beam)，會入射 (incident)到記錄媒體上，且在該記錄媒體的兩個玻璃板 (glass plates)之間，會插入由如光聚合物(ph〇t〇p〇ly_)的材料所製成的一個記錄層(rec〇rding layer)。接下來，再經由光束造成δ己錄材料折射率(refractiveincJex)變化，產生一干擾圖案(interference pattern)來記錄資料。此外，經由在資料再生動作期間，只將參考光束照射在記錄材料上，可藉由再生干擾圖案，而擷取對應於記錄資料的光學資料。圖1係繪示一種習知的全像記錄與再生裝置的訊號處理器。請參考圖1所示，圖中的里德所羅門編碼器 (Reed-Solomon enc〇der)l，係用一種里德所羅門碼 (Reed_Sol〇m〇n c〇de)對記錄資料做編碼，並且產生一個記錄里德所羅門碼(recording Reed_Solomon code)b。區塊編碼器(block encoder)2係用一種區塊碼(block code)，對記錄里德所羅門碼b做編碼，並且產生一個記錄區塊碼(rec〇rding bl〇CkC〇de)d。舉例而言，請參考圖2所示，如果b=〇，則可由下列公式1得到d。反之，如果b=l，則可執行用由下列公式2所彳于的d的一個差動碼(differential code)的編碼處理。 ⑴ 7 0 1301 ⑽ pif.doc d = . (2) 請參考圖1所示，經由傳送在記錄區塊碼d中，對應於”1”的像素(pixels)的目標光束，以及攔截對應於，，〇，，的像素的目標光束’空間調整器（space modulator)3會產生記錄頁資料(recording-page data)，以標示對應於記錄區塊碼d 的一個棋盤圖案(checkered pattern)。舉例而言，當由下列公式3得到d時，即會產生如圖3所示的記錄頁資料。在另一方法中，係使用四像素中有一像素為，，1，，，且其他三像素為的一種特殊碼，且在下文中將此碼稱為2 : 4碼(請參照曰本專利早期公開案第H9-197947號）。 d 0 0 (3) 圖/鱗頁資料的第—列像素的亮度位準㈣伽㈣係如圖4所示。記錄頁資料的每一像素愛亦即每-對應像素都代表—個別的二位元位基底^^相1所示，全像記錄媒體4是藉由在碟片 material)所 ^ ^ 上，沉積一種光敏材料（Photosensitive 束的干擾且記錄料是在當參考光束與目標光由將參料折射率改變時記錄在其上。藉記錄頁資偏^ 錄制4上，可得具有對應於 I30l^i4.fd〇c data)。圖5係繪示經由將全傻料❹“將圖所不的記錄頁資料，記錄在二像5己錄媒體4上所得的再生頁資料，以及從全像記= ’再生再生頁資料的處理。由圖5所示資料、的弟一列所代表的像素的亮度位準，係如圖6所示頁貝枓介於料::”像_ 具有連續的多數值位準素 =:的互相干擾、串音一W象等的各種干擾所造成的再生訊號位準改變所造成。 mrvt身具有一個CM〇S影像感測器(image se職)或一個f CD影像感測器的光接收器(_⑽㈣$，會將再生頁貝？做光電轉換’以產生一個再生訊號(―邱 S=1)P。再生訊號具有與圖6所示的亮度位準相似的一個連續的多數值位準。區塊解碼器(bl〇ckdec〇to)6會生訊號P的位準’對區塊碼解碼，並且產生一個再生里德所羅門碼r。 ^ 換言之，假設從在光接收器5的上及下像素(up and own pixels)再生的再生訊號的數值係為pi及p2,如果pi < P2則區塊解碼為6會決定記錄區塊碼d的估計值係由公式4所得，並且產生一個r；=〇的再生里德所羅門碼。另一方面，如果Ρι > Μ，則區塊解碼器6會決定記錄區塊碼d 的估计值係由公式5所得，並且產生一個r=1的再生里德所羅門碼。里德所羅門解碼器7會使用里德所羅門碼，解 Ι3〇16^〇〇並且產生再生資料(reproducing 碼再生里德所羅門碼r data)s 〇 (4)

cU (5) 知的全像記錄與再生裝置中，在以里德所羅二仃解碼程序之前，再生資料^必須等於具有相當高二ί又的6己錄貢料&，而且再生里德所羅門碼r的位元錯决：伽error rate)必須降低到小於例如大約1χ1〇_4。然而， 1x10 在實際的全像記錄與再生裝置巾，再生訊躺訊號雜訊比㈣nal*nGise，S/N) #常容易受到如媒體雜訊、系_ A、各碼之間的互相干擾、串音、像素位置偏差等等的各種干擾的影響m。因此，常會有再生里德所羅門碼r 的解碼錯誤發^，❿錄元錯料㈣會惡減例如大約如上所述，再生頁資料中的每一像素的個別位準係介於黑與白之間的灰色地帶，而且個別像素的亮度位準與再生=號的位準會具有連續的多數值位準。因為區塊碼係僅依照具有多數值位準的再生訊號的相對位準而解碼，所以當再生訊號P的位準干擾造成再生訊號p的較大變動時，常會有解碼錯誤發生。 1301615 16569pif.doc 【發明内容】本發明提供-種全像記錄與再生裝置，以及一種全像生裝置其可在用低讼度奇偶校驗(1〇^d⑽办㈣办 c eck code，LDPC)碼，執行高性能解碼程序中，再生訊號 =號雜誠因各種谓㈣糾，提餘 ^ 率及較高的可靠度。 s % 根據本發明-觀點，本發明提供的全像記錄與再生裝置係包括：-個低密度奇偶校驗編碼器⑼⑽⑽办p刪 check encoding unit)，其係用一種低密度奇偶校驗碼編石馬一 5己錄f料，並且產生—記錄低密度奇偶校驗碼，·-個區塊、、扁碼為’使用-區塊碼，編碼記錄低密度奇偶校驗碼，並且產生-記縣塊碼；—個全像記錄器、(hQl嗯⑽f⑽池哗 U=lt) ’經由將—目標光束照射在全像記錄賴上，而記錄育料，且該目標光束的亮度係經過空間調整器根據記錄區塊碼調節過；一個全像再生器(hologram reproducing unit)，其係包括一個光接收器，藉由將一參考光束照射到全像記錄媒體讀制-再生光束，闕光電職成—再生訊號而再生資料，一個區塊解碼器，根據再生訊號的位準，解碼對應於記錄區塊碼的再生區塊碼，根據再生區塊碼，解碼對應於記錄低密度奇偶校驗碼的再生低密度奇偶校驗馬，並且计异根據再生訊號的位準估計再生低密度奇偶校驗碼個別位元數值的估計資料(estimation data);以及一個低岔度奇偶校驗解碼器，根據估計資料，解碼低密度奇偶校驗碼，以解碼記錄資料。 I30^l4ifd〇c 校驗:據ΐί二ΐ奇:度奇偶 =二偶記錄二=== 資料，盆束照射在全像記錄媒體上，而記錄射创= 方面’關於光接收器將由參考光束照生訊得的再生光束，經過光電轉換成再準，解碼^1 塊解碼器會根據再生訊號的位碼，解碼對i於ΐϊ區塊碼的再生區塊碼’根據再生區塊校驗碼，並度奇偶校驗碼的再生低密度奇偶偶校驗碼個別位位::計=密度奇碼=ΐ密度奇偶校驗解碼器，依照估計資料而解碼以解碼記錄資料。置，Siir明另—觀點，本發明提供—種全像再生裝料。盆^全像記錄器記錄在全像記錄媒體中的資碼哭’，、全像記錄料、包括 > 個低密度奇偶校驗編 0^、用種低密度奇偶校驗碼編碼一記錄資料，並 =-記錄低密度奇偶校驗碼；一個區塊編碼器，使用 ^碼碼、’編碼記錄低密度奇偶校驗碼，並且產生一記錄 ^錄拔二及一個全像記錄器，經由將目標光束照射在全 ’而記錄資料，且該目標光束的繼勺Γ為根據記錄區塊碼調節過。此外，該全像再生裝 ’、匕舌·-個全像再生H，其係包括—個光接收器，藉 12

I3〇16H 光雷束如射到全像記錄媒體上所得的再生光束，經再生訊號的; 一個區塊解碼器’ _ 根攄Μ Γ^ΐ 應於記錄區塊碼的再生區塊碼，生低密“二碼ί應Γί錄低密度奇偶校驗碼的再再生低密度奇偶校驗^叶异根據再生訊號的位準估計個低密度奇?元數值的估計資料;以及-偶校驗碼，以解碼記^料根據估計資料’解碼低密度奇 •將夫ii康ί述實施例，資料再生的動作，係經由光接收哭電，生訊號的方式所執行。另一方=所= 的貝料塊解碼器會根據再生訊罐塊碼的再生區塊碼，根據再生區塊：，=: ==奇偶校驗碼的再生低密度奇偶校驗碼:並二；异==訊號的位準估計再生低密度奇偶校驗碼個別位 ί产奇二中’再生低密度奇偶校驗碼係由低 jy偶技驗解碼益’依照估計資料而解碼，以解碼記錄在全像記錄與再生裝置以及全像再生裝置中，光接收器的個別像素所得的再生訊號位準中的f成比率，而且估計資料的極性㈣响)係對應再生低密度奇偶校驗碼中的每個位元的極性。 …；根據本發明上述實施例，因為低密度奇偶校計貧料的絕對值係與從光接收器的個別像素所得的再生々訊 13 I3〇l«4,d〇c 、，⑻力，猎此降低再生里德所羅門碼的位元錯誤率。在全像記錄與再生裝置以及全像再生裝置中，區塊編 2會產生記錄區塊碼，以使得在空間調整器中_個像伽後ΐ⑽像素會標示”1’’，而且則11像素中的其他(難) :像。標示，，〇，，(其中Ν及Μ為自然數，且Ν>Μ)。區塊碼為會依照再生訊號位準增加的順序，選擇光接收器中 ^Ν個像素巾的Μ個像素，並且藉由將所選擇㈣個像設定為Τ，與(Ν·Μ)個像素設定為，，〇，，，而解碼再生區塊碼。區塊解碼H可將奴為，，丨，，的像素的再生喊的位準相加二將設定為”〇”的像素的再生訊號的位準相減，並且計算。亥些相加及相減位準成比例的估計資料。、根據本發明上述實施例，因為本發明使用從再生訊號位準中的差計算而得的估計資料，執行具有低密度奇偶校驗碼的高效能訊號處理，所以相較於只考慮再生訊號相對大小而決定資料的範例而言，在本發明中的再生里德所羅門碼的位元傳輸速率可大大降低。在全像記錄與再生裝置以及全像再生裝置中，當在區塊碼的一碼字(code word)中，並無再生區塊碼存在時，根據再生區塊碼解碼的再生低密度奇偶校驗碼的個別位元的估計資料可被設定為〇。根據本發明上述實施例，當再生區塊碼並不對應於低费度奇偶校驗碼的碼字時，並不會使用再生區塊碼的估計為料來編碼低您度奇偶校驗碼’藉此可避免因錯誤的估計 130161¾ f.doc 資料所造成的解碼效能惡化問題。經由本發明之說明及實作，可充分了解及學習本發明之其他特色及/或優點。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。【實施方式】請參照本發明實施例的内容，且其實例繪示在相對應 I 的圖式中，其中相同的標號代表相同的構件。下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，以詳細說明本發明。 <第一實施例> 請參考圖7所示，根據本發明第一實施例的全像記錄與再生裝置100以及全像再生裝置l〇〇a中的訊號處理器係包括：一個里德所羅門編碼器1、一個低密度奇偶校驗(以下簡稱LDPC)編碼器10、一個區塊編碼器2、一個空間調整器3、一個光接收器5、一個區塊解碼器6、一個低密度 | 奇偶校驗(LDPC)解碼器20、以及一個里德所羅門解碼器7。里德所羅門編碼器1會用里德所羅門碼，編碼記錄資料，並且產生一個記錄里德所羅門碼b。LDPC編碼器10 使用LDPC碼，編碼記錄里德所羅門碼b，並且產生一個 I己I彔LDPC石馬c。區塊編碼為2係用區塊碼編碼記錄LDPC碼c ’並且產生一記錄區塊碼d。空間調整器3會傳送或攔截個別像素的目標光束，並且產生具有對應於記錄區塊碼d的棋盤 15 I301^i4ifdoc 積-=二! 錄媒體4係由在㈣化，形。當藉由讓光敏材料折射率發生變圖安^ 形成對應於記錄頁資料的干擾考：二射在::料記錄在全像記錄媒體4上。經由將參 &…、王像5己錄媒體上，可得到具有對庫於記釺i 貢料的棋盤圖案的再生頁資料。十[於。己錄頁哭5，〆可有將如象感測器或CCD影像感測器的光接收 ί碼哭β 6係奸诚頁資料’做光電轉換成一再生訊號P。區塊城卩驗準，解碼軸於記錄區塊碼d的再生區塊碼，根據再生區塊碼，解碼對岸於= 再^X=tLDPC碼，並且計算估計資料q，以根據 =；=；!計標科生LDPC_難元的精確 LDPC解碼$ 20會根據估計資料q，解碼LDp ，用生里德所羅門碼"。里德所羅門·解碼器7會 ^二所羅Η碼，解碼再生里德所羅門碼r，並且產生再以下詳細說明圖7所示的LDPC編碼器1〇4聰解碼态20、以及區塊解碼器2〇的操作細節。 LDPC編碼n 1G會經由將輸人資料乘上—產生矩 =rix)G，而產生一 LDpc碼。其中，LDpc碼係由可偶权驗矩陣(parity check matrix)H所完全—蠢。以下說明奇偶校驗矩陣Η係得自公式6的範例生矩陣G係得自公式7。因此，當記錄里德所㈣碼匕係 16 13 Ο 1 各 pifdoc 得自公式8時’記錄LDPC碼e係由公式9所用-差動碼一田Λ式1所件。精由使的記錄區塊碼Β"得到由公式3所得焉，而且可仔圖3所不的記錄頁資料。 Η

10 10 0' 1 1 ο 1 〇〇 1 0 0 1

(6)

⑺ (8) c = bG = [〇 1 1 0 0 1 0 Γ 0 10 110 0 0 10 11

17 1 、LDPC解碼器20使用下文中將說明的一·種和_積解碼法(sum-product decoding method)解碼 LDPC 碼。在此假設在奇偶校驗矩陣Η中的列(row)的個數為M，且行(c〇lumn) 的個數為N，則由公式6可得M=3及N=6。 [運算1 ··初始化] 首先，讓所有(m, η)對的奇偶校驗矩陣的元素(m, n)為 1 ’換吕之’讓Hmn=l，並且讓對數預值比（logarithmic pre-value ratio)pmn=0 〇 [運算2 :列處理] 接下來，讓所有(m，n)對中m=l、2、···、Μ對應列的 I301645pifd〇c

Hmn=l，並且從公式10中算出對數外值比（1〇garithmic exterior-value ratio)amn。在公式10中’符號函數(sign function)係代表由公式 11所定義的極性。 nsign(qn.+Pmn〇 ξ A(m)\n 〆 Σ%η·十β」)

VeA(m)\n (10)

sign(x)= 1，x>0 一 1， x<0 … （11) 其中’ f(x)係為一個由公式12所定義的Gallager函數。估計資料係由公式13所得，且係得自當記錄ldpc 碼c的第η行元素Cn為0或1時，再生訊號位準為p的條件機率（conditional probability)的對數比（l〇garithniic

ratio)。包含在公式10中的公式14，係代表用來計算所有非弟η行元素Cn的其他行的第m列元素的乘積 (multiplication)或總和（summation)。 f⑻= exp(x) -1 (12) qn = In P(p|cn=〇) P(p|cn =1) (13) (Η) n’e A(m)\n [運算3 :行處理] Ι3016ιΐ5§ρι pif.doc 讓所有(m，η)對中η=1、2、…、Ν對應行的Hmn=l，並且讓對數預值比pmn=〇。包含在公式15中的公式16,係使用一個代表行位置的變數m，，將所有非第m列的其他列的第η行元素相加。其中，在重覆運算2及運算3 —個預定次數之後，接下來會執行運算4。 βιηη = Σ%. e B(n)\m ：Β(η)\ι (15)

[運算4 :解碼碼字] (16) 在本運算中，係用公式17,記錄再生碼^ 一一素rn(其中n=l、2、".、N)。接下來，宣告此二仃7L 束。包含在公式17中的公式18,係使用一個:方法結的變數m，，將所有第η行元素相加。表行> rn

〇，ifsignqj [am.n V m'eB(n) 1, ifsigniqn+ Jam，n V mr€B(n) ：B(n) :—1 (17) 以下說明當奇偶校驗矩陣H係得自公式6 士 (18) -積解碼法的範例。其中，運算2合 :盼的一種和會執行運算4。胃而且接下來 (19) 130164^^d〇c (19) ] lx 算 f&c [^1 β14β25β36 II = 一| 1252333 β β β II II = 112231 β β β [運算2(第一次)] α,! = (sign(q2) -sign(q4))f (f (jq2|)-f f (|q4|)) a12 = (sign(q】)· sign(q4 ))f (f (jq】|)+ f (jq41》 aI4 =(sign(q〇.sign(q2))f(f(jq1|)+f(]q2|)) °^36 = (sign(q】)· sign(q3 ))f (f (jq, |)+ f (]q31)) (20) [運算3] β丨 1 =a31 β31 ~ all β]2 - a22 [運算2(第二次)] ， a" :(sign(q2 +P12)-sign(q4 +β14)Χ(ίψι2 +β12|)+φ4 +β14|)) a12 = (signh + β!】).sign(q4 +β14 ))f (f 知 + Pi! |)+ f (|q4 + β141)) a14 = (sign(q, + β!,) · sign(q2 + β12 ))f (fl + β! 11)+ f (|q2 + β121)) a36 =(sign(q1 +P3i)*sign(q3 +p33))f(f(|q1 +P3i|)+f(|q3 +β33|)) (22) 20 ,Ι3〇1615_。。 [運算4] ίο, if sig^qj -f απ +α31)=1 \h if sign(qi +au +α31) = -1 r2 =

if sign(q3+a23+cx33)=l if sign(q3 + a23 + a33) = 一1 0，if sign(q2+a12+a22)=l 1，if sign(q2+a12+a 22) = ^1

if sign(q6+a36)=l if sign(q6+a36) = -l 0, ifsign(q1+a,1+a31)=l 1, ifsign(q1+a1I+a31)^| % ifsign(q2+a12+a22)=l )，ifsign(q2+a12+a22):-l 0, ifsign(q3+a23+a33)=l 1，ifsign(q3+a23+a33)=-1

0,㈣ ,1，ifsig4+%)=-1 (23) 圖8係綠示一個根據本發明一實施例的一個ldpC解碼器20的電路圖。此電路具有一種資料係由上往下流的管路(pipeline)結構，而且連續訊號會輸入至其中。然而，此 21 13016½ if.doc 結構：中〜其亦可為-環狀(--) 直φ，^ n 丹口饋至其中，以更新記憶體内容。 i在計算絕U士數T可包含在—查表(i°°k_up tabie)中。設定為Ιί。符^函的最高位私m°stsignifieantbit) 可蝻取碼的最高位元，且函數符號二瞀告貝輕易地由—種互斥邏輯和㈣心代^叫 5丁异貫現。 =圖7及圖8所不’LDPC解碼器20會接收估計資料 ^行和-積解碼法，並且輸出再生里德所羅門碼r。因此，根據本實_的區塊解碼器6，會計算再生滅p位準之間的位準差△’以獲得估計資料q，並且將估計資料q輸入至LDPC解碼器20。作又。又再生成號p的機率分佈(probability distribution) 係對應於平均值(average)為m與變異數(variance)為σ2的一個咼斯分佈（Gaussian distribution)，則由公式·24可算出再生sfl號ρ的機率密度函數density function)。當用差動碼當成區塊碼時，可由公式25算出公式13中的估計資料q。 (24) 22 13 016綠 f.doc q = ln P(p[c = 〇) P(p|c = l) V^Tto" ν2πσ^ 2(P2—P!) -exp- .(p2zpm£_] ___ 2σ2_I L(P2zPl±1)!]

換έ之’假設光接收器5的鄰近上下像素的再生訊號位準係為Pl&P2’解差△係由公Α 26所算出，而且再乘上-個成比例的常數(constant 〇f pr。师i〇naHty)，則可由公式27算出估計資料q。其中，變異數(σ2)可用一計算電路從再生訊號ρ實際測量出，或可用儲存在記憶體中的一預定值。 △ = P2—Pl

如上，述，在本實施例中，藉由合併區塊碼與ldpc 碼’可以㊄可靠度的方式，再生與記錄資料相同的再生資料。在從全像5己錄媒體再生的再生頁資料中，個別像素的骨度位準會因各種干擾而變，因此會具有多數值的灰色位準(gray levels)。然而，在本實施例中，因係使用具多數值 =準的再生訊號的位準資料，有效地計算LDpc碼的估計資料，故可改善LDPC碼的錯誤修正能力，並且藉此降低再生里德所羅門碼的位元錯誤率。 <第二實施例> 23 1301615§pifd〇c 、…、:在第一貫施例中，係用差動碼當成區塊碼使用，然亦可使用2 : 4碼。有關2 ·· 4碼的編碼規則係如圖9所不，且記錄頁資料的範例係繪示於圖10中。在此例中，區塊解碼器6會比較組成2 ·· 4碼碼字的的亮度位準，並且以亮度增加的順序，將該些像 ”、立準分別設定為Pi、P2、P3、及P4。其中，位準差^ 可由公式28、公式29、或公式30計算而得。 Δ==Ρι-(ρ2 + ρ3+ρ4)

(28) Δ = ρ1^·Ρι+Ρ2+^3+Ρ4 士請參考圖9所示，當右上角像素的亮度位準會最高時’身為記錄區塊碼d的估計值的再生區塊碼3，可由: f二計J而得’而身為記錄LDPC碼c的估計值的再： LDPC碼c，可由公式32計算而得。

(U 〇 Γ 〇0 (31) [0 1] 因所估計的再生LDPC碼係與位準差△成比率，所以所估計的再生LDPC碼的第-行的估計資心丨與第二行的估計資料q2 ’係可由公式33計算而得。當_計的記錄 LDPC碼Cn=0係大於公式13之值時，“為正值，而且 24 I if.doc 當cn=l的可能性係大於公式13時， qi 在公式对u為正值，且貞值。因此 2Δ 2Δ 生，解碼再生 =;加’以及將設定為，，°”的像素的亮度位準3: 碼H 成比率，且其極性係對應於再生1^： <第三實施例> · 素為㈣”1” ’其他七個像九個ΐΐ==ΓΓ5會選擇組成5:9碼碼字的位準為M p 所選擇的兩個像素的 p6、P7、ρ8、ί 像素的位準分別為PH、以2的冪次方代表H S為8可以23表示’亦即可戈表，為在數位電路中方便執行除法起見， 25 (34) (35)

在〇 0 〇〇] 13016½^ 可將8當成在公式35及公式36右邊第二項的分母使用。备再生§fl號P通過高通渡波器(high-pass fiiter)時，在公式 36右邊第二項的值會幾乎為〇，並可被移除，因此可由公式37得到位準差a。 Δ==(Ρι +Ρ2)-(ρ3 +ρ4 +Ρ5 +Ρ6 +Ρ7 +Ρ8 +Ρ9) △ = Ρ3+Ρ4+Ρ5+Ρ6+Ρ7+Ρ8+Ρ9 2 ^ 8 ~~ Δ = Pi±£i_ Ρι +Ρ2 +Ρ3 +Ρ4 +Ρ5 +Ρ6 +Ρ7 +Ρ« +D. 2 8 ' *~~~ (36) A^h±P2 2 (37) Γ馬的範例中，言史定為τ的像素組個數係為因此，用來當成區塊碼碼字的像素組個數則為25=32。圖12沐有36·22=4個像素組並不在碼字中。舉例而言，如、厅不的4個像素組可能並不用在^5馬字中.。

組成t ’因允許區塊解碼器6以亮度增加的順序，選擇圖6所厂馬碼子的九個像素的其中兩個像素，所以會有如資料，素組存在。在此例中，無法獲得可靠的估計在5 : 9區，解碼器6會設定cr〇給LDPC解碼器20。螞的$ π碼的範例中，因為該九像素係對應於再生LDPC 所以可得公式38。此㈣子的估計資料，執行LDPC解碼動作。 hi - (38) 26 13016½ pif.doc 13016½ pif.doc

為簡化說明起見，雖然在上述實施例中，已說明過瑪、度N為6 ’且奇偶校驗碼係得自公式6的範例。然而， LDPC碼的碼長度N可能為數十或數百個位元。此外

、在全像記錄與再生裝置中，因為光學系統的機械位置偏差或全像記錄媒體收縮’可能會造成空間調整器與光接收1§的像素之間的位置發生錯誤。為避免因位置錯誤造成效能惡化，可能會使用一種稱為過度取； (^ver sampling)的技術。在這種過度取樣技術中，空間調整裔的像素與光接m像素，並非係以丨：丨的比率互應’而係以例如1:4的比率關係對應。請參考圖13所示，記錄^料係映射至(mapped)再生f f料兩次，而且解碼器6的四個像素係標示記錄區塊碼d的1位元。區塊解碼盗6可㈣四個像素的再生訊號的位準相加所得的— 數值，來取得一個像素的再生訊號。，化說明域，軸之前已綱過運算2會觀覆執行兩 -人。然而，和-積解碼法可被重覆執行四到數十次，且可用與上述範例相似的方式，將本發明應用在此例中。雖然上述說明的實施例係以差動碼、2: 4碼、以及5 : 9碼當成區塊碼❹’但本發明並衫限於上述實施例。 I夕’雖然已說明過估計資料係與位準差△成比率，但是八^貧i q亦可為位準差△的任何函數，且該函數係依照錄與再Μ置巾的各針擾的機率分佈而定。錯誤二。^亚不㈣於只能使用里德所羅mi，亦可使用其他田LDPC碼的修正能力夠高時，即不需使用里德所羅 27 13 Ο 1 6i<^)ifdoc 門碼及其他錯誤修正碼。士因為根據本發明的全像記錄與再生裝置以及全像再置’兩者都會將區塊碼與LDPC碼合併，因此可以高罪度的方式’再生與g錄資料相同的再生資料。在習知的全像記錄與再生裝置以及習知的全像再生裝置中，其再生Λ號的訊號雜訊比通常會因各種干擾而惡化。然而根據本發明的全像記錄與再生裝置以及因=用具較強錯誤修正能力的LDPC碼，因此可降“ 生里“所羅門碼的位元錯誤率。一此外’在即將從全像記錄舰再生的再生頁資料中，像素的亮度位準會因各種干擾而改變，且該些亮度。在根據本發明的與再生裝置以及全像再絲置中，因在此兩範例心=估計㈣制具包含在—連續範圍之内的勺再生心虎的位準資料有效計算而得 r錯:一能力’並可降低再生里德所羅_ 限定^^發明c以較佳實施例揭露如上，然其並非用以和rt Γ壬何熟習此技藝者’在不脫離本發明之精神範圍當視後者3本發明之保護【圖式簡單說明】為丰處理㈣㈣全像記錄與再生裝置中的訊號 28 f.doc I301615pi 圖意圖 2係身示-_咖_物度峨例的示料範例的示意圖。意圖。目所7^的記錄頁資料位準範例的示意圖 =示一個用來說明再生頁資料範例的示意圖。。係w-個圖5所示的再生頁資料位準範例的示圖7係繪+ u 與再生裝置；彻明-實施例的-個全像記錄圖8係2 器的方塊圖。偶校驗解碼器的電：據本發明一實施例的-個低密度奇圖9係纟备- 素亮度位準的:::本發明-實施例所產生的個別像圖 1 〇了 j 頁資料範例的；;圖固根據本發明-實施例所產生的記錄頁資:範個根據μ明-實施例所產生的記錄記錄資來說明根據本發明另-實施例的 r , ^ ^ 生貝貝枓之間相互關係的示意圖。芏要元件符號說明】 1 ·里德所羅門編碼器 29 I3016i<S)ifdoc 2 :區塊編碼器 3 :空間調整器 4:全像記錄媒體 5 :光接收器 6:區塊解碼器 7:里德所羅門解碼器 100 :全像記錄與再生裝置 100a :全像再生裝置

Claims

十、申請專利範圍： 1·一種全像記錄與再生裝置，包括：一低密度奇偶校驗(LDPq編碼器; 編碼-記錄資料，並且產生—記錄LDK;碼；碼器’其係用-區塊碼，編碼該記錄LDPC 亚且產生一記錄區塊碼；錄媒:丄經由將一目標光束，照射在-全像記

ΐ敫-奸料心料，且該目標光束的亮度係由一空間调整為根據該記錄區塊碼調節過； -全像再生器，其係包括—光接收器，經由將一參考，束照射到該全像記錄舰上所㈣—再生光束，經光電轉換成一再生訊號，而再生該資料；

螞碼一區塊解碼器，根據該再生訊號的一位準，解碼對應於該記錄區塊碼的-再生區塊碼，根據該再生區塊碼，解碼對應於該記錄LDPC碼的一再生LDPC碼，.以及計算一估計資料，藉以根據該再生訊號的該位準，估計該再生 LDPC碼的多數個個別位元的多數個值；以及一 LDPC解碼器，根據該估計資料，解碼該LDpc碼，以解碼該記錄資料。 2·如申凊專利範圍第1項所述之全像記錄與再生裝置，其中該估計資料的一絕對值，係與在從該光接收器的該些對應像素所得的該再生訊號的該些位準之間的一差成比率。 3·如申晴專利範圍第2項所述之全像記錄與再生裝 31 •13 Ο 1 61I5各pif.doc ，中《亥估5十貝料的極性，係對應於該再生⑶PC碼的母一該些位元的極性。署皮1申/月專利範圍第1項所述之全像記錄與再生裝、中區塊編碼器會產生該記錄區塊碼，以使得在該工間調整11中的N個像素其中的μ個像素會標示為，，Γ，而且β亥二Ν個像素其中的(Ν_Μ)個像素會標示為，，〇，，(ν及 Μ為自然數，且。

5·如申明專利範圍第4項所述之全像記錄盥再生裝置，其中舰騎·會以料生__位準增加的一順序:選擇該光接收H的該㈣個像素其巾的Μ個像素，亚且藉由將所選定的該些Μ個像素設定為”1，，，以及將該些(Ν-Μ)個像素設定為，，〇”，而解碼該再生區塊碼。 6·如申請專利範圍第5項所述之全像記錄與再生裝置’其中該區塊解碼器會將設定為”丨，，的該些像素的該再生訊號的該些位準相加，將設定為”Q，，職些像素的該再生^ 號的該些位準相減，以及計算與該些相加過及相減位準成比率的該估計資料。 7·如申請專利範圍第1項所述之全像記錄與再生裝置，其中當该再生區塊碼並不在一區塊碼的一碼字中時，根據該再生區塊碼解碼的該再生LDpc碼的該些對應位元的該估計資料會被設定為0。 “ 8·—種全像再生裝置，用來再生用一全像記錄器記錄在一全像記錄媒體中的資料，且該全像記錄器包括一低宓度奇偶校驗(LDPC)編碼器，其係用一 LDPC碼，編碼二二 32 13 Ο 1 0lh^pif doc 生—記錄聰碼;一區塊編瑪用时鬼碼，編碼該記錄LDJPC碼，並且產峰 ’、’、記錄媒體上而二目標光束照射在該全像空間調整tit 1 該目標光束的亮度係、經過一包括：^據_錄區塊碼調節過’且該全像再生裝置也*防王像再生态，其係包括一光接收器，藉由將一表老上所得的—再生光束，經找、再生5虎而再生該資料；於糾’根據該再生訊號的一位準’解碼對應二庵二°°鬼的一再生區塊碼，根據該再生區塊碼，解 ==該記錄咖c碼的，的夕根據轉生訊號的該位準，估計該再生LDPC 勺夕數個個別位元的多數個值；以及 - LDPC解碼器，根據該估計資料，解碼該LDpc碼，以解碼該記錄資料。 ▲ 9·如申請專利範圍第8項所述之全像再生裝置，其中 =計資料的一絕對值’係與在從該光接收器的該些對應像素所得_再生訊號的該些位準之_—差成比率。 ^ ι〇.，申叫專利範圍第9項所述之全像再生裝置，其中該估計資料的極性，係對應於該再生LDPC碼的每一該些位元的極性。 ^ 11.如申請專利範圍第8項所述之全像再生裝置，其中該區塊編碼器會產生該記錄區塊碼，以使得在該空間調整 33 13 Ο 1 6[^5 各 pif.doc 器中的N個像素其中的M個像素會標示為,，「，而且該些 U <固像素其中的(Ν_Μ)個像素會標示為，，〇”(Ν及Μ為㈣數，且Ν>Μ)。 12. 如申請專魏㈣U項所述之全像再生裝置，豆中该區塊解碼器會以該再生訊號的該位準增加的一順序，，擇該光接收器的該些N個像素其中的M個像素，並且猎由將所選定的該些Μ個像素設定為”1”，以及將該些 (Ν·Μ)個像素奴為，，G，，，而解碼該再生區塊碼。 13. 如申請翻第12項所叙全像再生裝置，並 ==!器會將設定為，，】，，的該些像素的該再生訊號 =::fr，將設定為，，0，，的該些像素的該再域資:及計算與該些相加過及相減過的位準成山14·如申請專利範圍第8項所述之全像再生裝置，豆中 =該再生區塊碼並不在—區塊碼的—碼字中時，根據該再 ^碼解碼的該再生LDpc^的該些對應位元的該瞻貝料會被設定為〇。 β·—種全像記錄與再生裝置，包括·· 碼 “健度奇偶校驗(LDPC)編碼H，其係用—奇偶校驗編碼一記錄資料，並且產生一記錄LDpc碼；碼一區塊編碼器’其制—區柄，編碼該記錄LDpc 並且產生一記錄區塊碼；錄媒體r=f:r__束’照射在一全像記 34 if.doc 13 016祕空間调整器，根據該記錄區塊碼，調節該目標光束的亮度；一全像再生器，經由將一參考光束照射到該全像記錄媒體上所得的一再生光束，經光電轉換成一再生訊號，而再生該資料；一區塊解碼器，根據該再生訊號的一位準，解碼對應於該記錄區塊碼的—再生區塊碼，根據該再生區塊碼，解碼對應於該記錄LDPC碼的一再生LDPC碼，以及計算一估計資料，以根據該再生訊號的該些位準差，估計該^生 LDPC碼的多數個個別位元的多數個值；以及、-LDPC解碼器，根據該估計資料，解碼該LDp ，以解竭該記錄資料。、、、 16. 如中請專機㈣15項所述之全像記錄與再生裝置，其中該全像再生器包括一光接收器。 17. 如中請專利範圍第16項所述之全像記錄與再生震此像= = 調整器的該些像素與該光接收器的該枓的技術，以增加其再生精確度。貝置，L8t申請專f範圍帛15項所述之全像記錄與再生裝數二要料可為該再生資料的該位準差的任意函分佈飾決於在魏置巾的各針擾的一機率置，^：=:所述之全像記錄與蝴 35 13 Ο 1 6l!5备pif.doc 詈專·㈣15韻述之全像記錄與再生裝置，其中该區塊碼包括一 2 : 4碼 7^丹生展當成該2: 4碼的多數個碼字：：产】益會比較亮度增加的:财，將⑽準給並且以 f m4專補㈣15項所述之全像記錄與再生穿一5:9碼，而且該區塊解碼器會：

置Λ2中第16項所述之全像記錄與再生裝置八中5亥估计-貝料的一絕對值， ::『像素所得的該再生訊號的該些位準之署mr補1_22韻狀全像記錄與再生裝每一該些二的極性’係對應於該再生LDpc碼的

24·如申請專利範圍第16項所述之全像記錄與再置’其中該區塊編碼器會產生該記錄區塊碼，以使得^ 空間調整时的N個像素其中的M個像素會標示為”/ 25·如申請專利範圍第24項所述之全像記錄與再生置，其中該區塊解碼器會以該再生訊號_位準增加二順序:選擇縣接收器賴㈣個像素其中的Μ個像素，亚且藉由將所選定的該些Μ個像素設定為”丨，，，以及將該 36 I3〇16i^3ifd()c 些(N-M)個像素設定為，，〇，，，而解碼該再生區塊碼。 26·如申請專利範圍第25項所述之全像記錄與再生裝置，其中該區塊解碼器會將設定為”丨，，的該些像素的該再^ 訊號的該些位準相加，將設定為，，〇，，的該些像素的該再生訊號的該些位準相減，以及計算與該些相加過及相減過的位準成比率的該估計資料。 —27·如申請專利範㈣15項所述之全像記錄與再生裝置，其中當該再生區塊碼並不在一區塊碼的一碼字中時，根據該再生區塊碼解碼的該再生LDpc碼的該些對應:一的該估計資料會被設定為〇。 A 70 28·如申請專利範圍第15項所述之全像記錄與再生裝置’其中该區塊解碼器計算在該再生訊號的該些位的該位準差，而獲得該參考資料。曰 29·如申明專利範圍第15項所述之全像記錄與再生置，其中該LDPC編碼器係藉由將一輸 ^ - 矩陣，喊生該記錄LDPC：碼。 I上產生 30·如巾請專鄕_ 15項所狀全像記錄與再 ==該LDPC解碼器係使用一種和補碼法，解碼該 jl.如申明專利範圍帛3〇項所述之全像記錄盘再生置^中該和·積解料的先決條件解二須先接收該估計資料。 H必 32.如申料利範圍第15項所述之全像置，其中該LDPC解碼哭勹虹曰士 ^ 、丹生衣鮮碼為包括具有可讓多數個連續資料輸 37 13016½ if.doc 入至其中的一管路的一電路結構。 t 解月^利=圍第15項所述之全像記錄與再生裝置/中匕括—環狀電路結構，可讓多數個連續訊號輸入H而且多數辦算結果可再⑽至，、以更卿一記慘體内容。、’、 34·—種全影像資料處理及再生方法，包括· 編碼一f錄資料，並且產生一記錄里德所羅門碼；編碼該5己錄里德所羅門碼，並且產生-記錄低密产奇偶校驗(LDPC)碼；臥山没叮編碼該記錄LDPC碼，並且產生一記錄區塊碼；將多數個對應像素的多數個目標光束，傳送至一全記錄媒體’和/錢該全像記錄制，_該些_ 該些目標光束’並且產生具有對應於該記錄區塊碼的一棋盤圖案的一記錄頁資料；將該記錄頁資料，轉換成一再生訊號；. 根據該再生訊號的該些位準，解碼對應於該記錄區塊 H一τίίΪ塊碼’根據該再生區塊碼’解碼對應於該記錄LDPC碼的-再生LDpc碼，以及計算—估計資料，以根據該再生峨的該些辦，標示該再生咖此個別位元的精確度；以及根據該估計資料，解碼該LDPC碼，並且產生一里德所羅門碼；以及丹生解碼該再生里德所羅門碼，並且產生一再生資料。认如申請專利範圍第34項所述之全影像資料處理及 38 I3〇lmrdoc ，生方法’其t編碼該記錄資科包括使用—里德所 I’編碼^記錄里德所羅門碼包括使用—LDPC碼，編 :=b:c碼包括使用一區塊码，而且里: 所羅門碼包括使用一里德所羅門碼。里“ 36.—種編碼及解碼裝置，其係包括—全產生一再生訊號，該編碼及解碼裝置包括：益’以 u度奇偶校驗(LDPC)編碼器， #，亚且產生一記錄碼；娜’。己録貝並且一區塊編碼器，使用一丙诒產生-記錄區塊碼；£塊碼，編碼該記錄碼 -區塊解碼器，根據該再生訊號的多數碼對1於魏錄區塊碼的―再生區塊碼，轉碼，解碼對應於該記錄碼的一區塊料，以根據該再生訊號的該歧位準差’’估估計資數個個職元的多數個值^及估相再生碼的多 LDPC解碼器，根據該次並且解碼該記錄資料。貝二碼该記錄碼， 39