专利名称：数据还原装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种数据还原装置与方法，尤其涉及一种光学储存系统的数据还原装 置与方法。
背景技术：
光学储存系统在读取射频(Radio Frequency, RF)信号时，容易受到下列因素的影 响，例如符间干扰(inter-symbol interference, ISI)、电气延迟、盘片上染料的老化、或 是盘片表面的刮伤等，而导致辨识不良，进而影响射频信号的辨识度。为了避免上述情况， 光学读取头所读到的射频信号必须经由数据还原装置的处理，系统才能解出代表原始数据 的调变信号与频率信号。一般来说，现有的数据还原装置大多都是先将射频信号转换成数字化的取样数据 点，之后再藉由加大取样数据点的增益值来补偿周期长度过短的射频信号。例如，在现有的 数据还原装置中，周期长度过短的射频信号会被放大，而周期长度较长的射频信号则几乎 维持在原本的大小。之后，现有的数据还原装置会参照补偿过后的取样数据点取出频率重 整(retiming)数据点，并将频率重整数据点还原成调变信号。然而，当压制(或刻录)于盘片上的射频信号因为模具的耗损或是刻录功率不平 均等因素而产生异常时，最常见的现象如图1所示，其中图1中的虚线部分代表射频信号 经取样后的取样数据点，而圆圈部分则代表频率重整数据点。参照图1的上半部的频率重 整数据流RTOll来看，周期长度为3T的信号通常会被放大，以致使系统将频率重整数据 流RTOll还原成4T、3T、4T的信号，其中T是指一个信道位的时间间隔。然而，当经过补偿 处理后的3Τ信号依然过小时，则此时将如图1的下半部的频率重整数据流RT012所示，3Τ 信号的最低点将无法低于参考准位。因此，系统将会把频率重整数据流RT012误判成一个 11Τ(4Τ+3Τ+4Τ)的信号。换言之，对于异常的射频信号(例如周期长度过短)，现有的数据还原装置往往 只能藉由加大增益值来补偿射频信号。然而，当增益值不够大时，光学储存系统依旧无法解 出原始的数据。此外，当增益值越大时，周期长度较长的射频信号受到的影响将越加明显， 进而导致正常的射频信号受到影响。
发明内容
本发明提供一种数据还原装置，利用数据映像单元可在不会影响到正常的射频信 号的情况下，对异常的射频信号进行个别的补偿，以提升射频信号的可辨识度。本发明提供一种数据还原方法，可在不会影响到正常的射频信号的情况下，对异 常的射频信号加以补偿，以提升射频信号的可辨识度。本发明提出一种数据还原装置，用以将光学储存系统中的射频信号还原成频率信 号与调变信号。所述数据还原装置包括模拟至数字转换器、滤波等化单元、零交越侦测器、 数据锁相回路、数据映像单元以及估测单元。模拟至数字转换器用以将射频信号转换成多个取样数据点。滤波等化单元补偿这些取样数据点的增益值，并滤除这些取样数据点的噪 声。零交越侦测器区隔出这些取样数据点在比较准位之上与之下的个数。数据锁相回路解 出这些取样数据点之间的多个频率重整数据点与频率信号。再者，数据映像单元从这些频率重整数据点中选出区域性的多个最大数据点与多 个最小数据点。此外，数据映像单元会判别是否将这些最大数据点与这些最小数据点分别 映像至第一准位与第二准位，以局部地修复这些频率重整数据点。其中，第一准位与第二准 位分别大于及小于参考准位。估测单元利用部分响应最大似然法将修复后的这些频率重整 数据点还原成调变信号。在本发明的一实施例中，上述的数据映像单元逐一选取这些频率重整数据点以作 为一特定数据点，并将特定数据点与这些频率重整数据点中位于特定数据点之前与之后的 N个频率重整数据点比较，N为正整数。此外，当特定数据点分别大于位于其之前与之后的 所述N个频率重整数据点时，数据映像单元判定特定数据点为这些最大数据点之一。当特 定数据点分别小于位于其之前与之后的所述N个频率重整数据点时，数据映像单元判定特 定数据点为这些最小数据点之一。从另一观点来看，本发明提出一种数据还原方法，用以将光学储存系统中的射频 信号还原成频率信号与调变信号，且所述数据还原方法包括下列步骤。一开始，将射频信号 转换成多个取样数据点。接着，补偿这些取样数据点的增益值，并滤除这些取样数据点的噪 声。此外，区隔出这些取样数据点在比较准位之上与之下的个数，并解出这些取样数据点之 间的多个频率重整数据点与频率信号。为了针对异常的信号进行个别的补偿，从这些频率 重整数据点中选出区域性的多个最大数据点与多个最小数据点，并判别是否将这些最大数 据点与这些最小数据点分别映像至第一准位与第二准位，以局部地修复这些频率重整数据 点。其中，第一准位与第二准位分别大于及小于参考准位。最后，利用部分响应最大似然法 将修复后的这些频率重整数据点还原成调变信号。基于上述，本发明是先利用滤波等化单元补偿取样数据点的增益值，之后再利用 数据映像单元针对增益值仍然过小的信号进行个别的补偿。如此一来，本发明不仅可以针 对异常的射频信号(例如周期长度过短)加以补偿，且补偿方式将不会影响到正常的射频 信号。藉此，本发明将可提升射频信号的可辨识度。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。
图1为射频信号异常与不异常时数据点变化的时序图；图2为依据本发明的一实施例的数据还原装置的方框示意图；图3为依据本发明的一实施例的信号时序图；图4为依据本发明的另一实施例的信号时序图；图5为依据本发明的又一实施例的信号时序图；图6为依据本发明的一实施例的数据还原方法的流程图。
具体实施例方式
图2示出了依据本发明的一实施例的数据还原装置的方框示意图。参照图2，数 据还原装置200用以将光学储存系统中的射频信号PUH_RF还原成频率信号PLCK与调变信 号SL_RF。在本实施例中，数据还原装置200包括模拟至数字转换器(analog to digital converter) 210、滤波等化单元220、零交越侦测器(zero crossing detector) 230、数据锁 相回路(data phase locked loop) 240、数据映像单元(data mapping unit) 250、以及估测 单元260。其中，滤波等化单元220耦接模拟至数字转换器210。零交越侦测器230耦接滤 波等化单元220。数据锁相回路240耦接零交越侦测器230。数据映像单元250耦接数据 锁相回路240。估测单元260耦接数据映像单元250。 在整体作动上，模拟至数字转换器210用以将射频信号PUH_RF转换成数字化的多 个取样数据点。接着，所述多个取样数据点通过滤波等化单元220进行滤波的处理与增益 值的补偿。举例来说，在本实施例中，滤波等化单元220包括高通滤波器221、均衡器222、 以及低通滤波器223。其中，高通滤波器221用以滤除所述多个取样数据点的低频成分。均 衡器222用以补偿所述多个取样数据点的增益值。低通滤波器223用以滤除所述多个取样 数据点的高频成分。藉此，滤波等化单元220将给予周期长度过短的信号适当的增益值，并 将周期长度较长的信号几乎维持在原本的大小。接着，零交越侦测器230会区隔出所述多个取样数据点在比较准位之上与之下的 个数，进而致使在比较准位之上的取样数据点的个数与在比较准位之下的取样数据点的个 数相同。其中，零交越侦测器230的功能类似于数据切割器(data slicer)。再者，零交越 侦测器230处理后的取样数据点将传送至数据锁相回路240，以解出所述多个取样数据点 之间的多个频率重整(retiming)数据点RTOi与频率信号PLCK。由于滤波等化单元220所给予的增益值可能会过小而造成系统无法解出原始数 据，因此数据映像单元250会从所述数据锁相回路240提供的多个频率重整数据点RTOi中 选出区域性的多个最大数据点与多个最小数据点，并判别是否将这些最大数据点与这些最 小数据点分别映像至第一准位与第二准位。藉此，数据映像单元250将可针对经由滤波等 化单元220处理过后而增益值仍然过小的部份频率重整数据点进行修复。经由数据映像单 元250处理过后的所述多个频率重整数据点将传送至估测单元260，以利用部分响应最大 似然法(partial response maximum likelihood)将其还原成调变信号 SLRF。举例来说，图3示出的是依据本发明的一实施例的信号时序图，其中虚线部分代 表经由模拟至数字转换器210取样后的射频信号的取样数据点，圆圈部分则代表经过数据 锁相回路240重整后的频率重整数据点。为了说明方便起见，图3更以RTO31 RTO41标示 出各个频率重整数据点。此外，图3实施例是以6位的有效数运算为例，故数据点的数值运 算范围为-32 +31。也就是说，在图3实施例中，数据点在数值运算上的最高准位LVmax为 +31、最低准位为LVmin为-32、且参考准位LVref为0。以图3所示出的信号时序图为例来看，数据映像单元250会从频率重整数据点 RTO31 RTO41中选出频率重整数据点RT033、RTO39作为区域性的最大数据点，并选出频率 重整数据点RTO36作为区域性的最小数据点。其中，数据映像单元250选取区域性的最小 数据点的方式，可例如是将频率重整数据点RTOj与其之前与之后的N个频率重整数据点 RTOj,.....RTOjm, RT0J+1.....RT0J+N进行比较，并在频率重整数据点RTOj分别小于频率重整数据点RT0j_N.....RTOj^RTCV1.....RT0j+n时，将频率重整数据点RTOj视为区域性的最
小数据点，其中N为正整数。此外，在一较佳实施例中，N为正整数1或2或3。以频率重整数据点RTO36(j = 36)以及N = 2为例来看，数据映像单元240会将 频率重整数据点RTO36分别与频率重整数据点RTO34、RTO35、RTO37、RTO38进行比较。此外，当 频率重整数据点RTO36分别小于频率重整数据点RTO34、RTO35、RTO37、RTO38时，数据映像单元 240会将频率重整数据点RTO36视为区域性的最小数据点。对于区域性的最小数据点RTO36以及其相邻频率重整数据点RTO35与RTO37,数据映 像单元250会判别最小数据点RTO36是否低于高临界准位RT_H，并判别相邻的两频率重整数 据点RTO35与RTO37是否高于参考准位LV,ef。其中，高临界准位RT_H大于参考准位LV,ef。当 最小数据点RTO36低于高临界准位RT_H，且相邻的两频率重整数据点RTO35与RTO37高于参考 准位LVref时，则代表滤波等化单元220所给予的增益值不够大，因此如图3的箭头符号301 所示，数据映像单元240会将最小数据点RTO36映像至第二准位。其中，第二准位小于参考准 位LV&，且在图3实施例中，第二准位可以为数据点在数值运算上的最小准位LVmin(-32)。 但第二准位并非一定选择最小准位，第二准位的选择须遵循数据映像单元240将最小数据 点RTO36映像至第二准位后，最小数据点RTO36获得了正常的增益补偿。反之，当最小数据点 RTO36没有低于高临界准位RT_H，或者相邻的两频率重整数据点RTO35与RTO37低于参考准位 LVref时，数据映像单元240将不会更动最小数据点RT036。更进一步来看，图4示出的是依据本发明的另一实施例的信号时序图，其中虚线 部分代表经模拟至数字转换器210取样后的射频信号的取样数据点，圆圈部分则代表经过 数据锁相回路240重整后的频率重整数据点。为了说明方便起见，图4更以RTO61 RTO71 标示出各个频率重整数据点。此外，与图3实施例相似地，图4实施例是以6位的有效数运 算为例，故数据点的数值运算范围为-32 +31。以图4所绘示的信号时序图为例来看，数据映像单元250会从频率重整数据点 RTO61 RTO71中选出频率重整数据点RT063、RTO69作为区域性的最小数据点，并选出频率 重整数据点RTO66作为区域性的最大数据点。其中，数据映像单元250选取区域性的最大 数据点的方式，可例如是将频率重整数据点RTOj与其之前与之后的N个频率重整数据点
RTOj,.....RTOjm, RT0j+1.....RT0j+n进行比较，并在频率重整数据点RTOj分别大于频率重
整数据点RT0j_N.....RTOj^RTCV1.....RT0j+n时，将频率重整数据点RTOj视为区域性的最
大数据点，其中N为正整数。此外，在一较佳实施例中，N为不大于3的正整数。以频率重整数据点RTO66(j = 66)以及N = 2为例来看，数据映像单元250会将 频率重整数据点RTO66分别与频率重整数据点RT064、RTO65, RTO67,RTO68进行比较。此外，当 频率重整数据点RTO66分别大于频率重整数据点RT064、RTO65, RTO67, RTO68时，数据映像单元 240会将频率重整数据点RTO66视为区域性的最大数据点。对于区域性的最大数据点RTO66以及其相邻频率重整数据点RTO65与RTO67,数据映 像单元250会判别最大数据点RTO66是否高于低临界准位RT_L，并判别相邻的两频率重整数 据点RTO65与RTO67是否低于参考准位LV,ef。其中，低临界准位RTL小于参考准位LVref。当 最大数据点RTO66高于低临界准位RT_L，以及相邻的两频率重整数据点RTO65与RTO67低于 参考准位LV&时，则代表滤波等化单元220所给予的增益值不够大，因此如图4的箭头符 号401所示，数据映像单元240会将最大数据点RTO66映像至第一准位。其中，第一准位大于参考准位LV&，且在图4实施例中，第一准位可以为数据点在数值运算上的最大准位为 LVfflax(+31)。但第一准位并非一定选择最大准位，第一准位的选择须遵循数据映像单元240 将最大数据点RTO66映像至第一准位后，最大数据点RTO66获得了正常的增益补偿。反之，当 最大数据点RTO66没有高于低临界准位RT_L，或者相邻的两频率重整数据点RTO65与RTO67 高于参考准位LVref时，数据映像单元240将不会更动最大数据点RT066。值得一提的是，在图3与图4所列举的信号时序图中，低临界准位RT_L与高临界 准位RT_H为不随时间而变动的准位(固定的准位)。但是，在实际应用上，用以评断最大 数据点与最小数据点的临界准位也可是随时间而变动的准位。举例来说，图5示出的是依 据本发明的又一实施例的信号时序图，其中虚线部分代表经取样后的射频信号的取样数据 点，圆圈部分则代表经重整后的频率重整数据点。如图5所示，用以评断最大数据点与最小 数据点的高临界准位RT_51与低临界准位RT_52是分别以变动的比较准位LV。P为基准来定 义。在此，低临界准位RT_52相等于比较准位!^^向下偏移一第一默认值AL52。高临界 准位RT_51相等于比较准位LV。P向上偏移一第二默认值AL51。第一默认值Δ L52与第二 默认值AL51可以由本领域普通技术人员根据经验采用下列方式获得1)将LVmax(+31)和 LVref(O)之间的距离平均分成两份，AL51在下1/2处根据经验取值；2)将将LVmin(-32)和 LVref(O)之间的距离平均分成两份，Δ L52在上1/2处根据经验取值。从另一观点来看，图6示出的是依据本发明的一实施例的数据还原方法的流程 图，其中所述数据还原方法用以将光学储存系统中的射频信号还原成频率信号与调变信 号。参照图6，如步骤S610所示，一开始，将射频信号转换成多个取样数据点。接着，如步骤 S620所示，补偿所述多个取样数据点的增益值，并滤除所述多个取样数据点的噪声。藉此， 将放大周期长度过短的信号，并将周期长度较长的信号几乎维持在原本的大小。此外，如步骤S630所示，区隔出所述多个取样数据点在比较准位之上与之下的个 数，以致使在比较准位之上的取样数据点的个数与在比较准位之下的取样数据点的个数相 同。再者，如步骤S640所示，解出所述多个取样数据点之间的多个频率重整数据点与频率 信号。值得注意的是，为了避免所给予的增益值过小而造成系统无法解出周期长度过短的 信号，因此如步骤S650所示，从所述多个频率重整数据点中选出区域性的多个最大数据点 与多个最小数据点，并判别是否将这些最大数据点与这些最小数据点分别映像至第一准位 与第二准位，以局部地修复这些频率重整数据点。其中，第一准位大于参考准位，且第二准 位小于参考准位。最后，如步骤S660所示，利用部分响应最大似然法将修复后的这些频率 重整数据点还原成调变信号。综上所述，本发明是利用滤波等化单元补偿取样数据点的增益值。此外，为了避免 所给予的增益值不够大而造成系统无法解出周期长度过短的信号，本发明更利用数据映像 单元判别是否将最大数据点与最小数据点映像至其它准位。如此一来，本发明不仅可以针 对异常的射频信号(例如周期长度过短)进行个别的补偿，且补偿方式将不会影响到正常 的射频信号。藉此，本发明将可提升射频信号的可辨识度。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域 中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明 的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
一种数据还原装置，用以将光学储存系统中的一射频信号还原成一频率信号与一调变信号，其特征在于，所述数据还原装置包括一模拟至数字转换器，用以将所述射频信号转换成多个取样数据点；一滤波等化单元，补偿所述多个取样数据点的增益值，并滤除所述多个取样数据点的噪声；一零交越侦测器，区隔出所述多个取样数据点位于一比较准位之上与之下的个数；一数据锁相回路，解出所述多个取样数据点之间的多个频率重整数据点与所述频率信号；一数据映像单元，从所述多个频率重整数据点中选出区域性的多个最大数据点与多个最小数据点，并判别是否将所述多个最大数据点与所述多个最小数据点分别映像至一第一准位与一第二准位，以局部地修复该些频率重整数据点，其中该第一准位与该第二准位分别大于及小于一参考准位；以及一估测单元，利用部分响应最大似然法将修复后的所述多个频率重整数据点还原成该调变信号。
2.如权利要求1所述的数据还原装置，其特征在于，所述滤波等化单元包括一高通滤波器，滤除所述多个取样数据点的低频成分；一均衡器，补偿所述高通滤波器提供的多个取样数据点的增益值；以及一低通滤波器，滤除所述均衡器提供的多个取样数据点的高频成分。
3.如权利要求1所述的数据还原装置，其特征在于，所述数据映像单元逐一选取所述 多个频率重整数据点以作为一特定数据点，并将所述特定数据点与所述多个频率重整数据 点中位于所述特定数据点之前与之后的N个频率重整数据点比较，N为正整数，且当所述特 定数据点分别大于位于其之前与之后的所述N个频率重整数据点时，所述数据映像单元判 定所述特定数据点为所述多个最大数据点之一，当所述特定数据点分别小于位于其之前与 之后的所述N个频率重整数据点时，所述数据映像单元判定所述特定数据点为所述多个最 小数据点之一。
4.如权利要求1所述的数据还原装置，其特征在于，所述N为正整数1或2或3。
5.如权利要求1所述的数据还原装置，其特征在于，所述数据映像单元逐一选取所述 多个最大数据点，并判别所选取的所述多个最大数据点是否高于一低临界准位，并判别与 所选取的所述最大数据点相邻的两频率重整数据点是否低于所述参考准位，其中所述低临 界准位小于所述参考准位，当所选取的所述最大数据点高于所述低临界准位，且与所选取 的所述最大数据点相邻的两频率重整数据点低于所述参考准位时，所述数据映像单元将所 选取的所述最大数据点映像至所述第一准位，当所选取的所述最大数据点没有高于所述低 临界准位，或是与所选取的该最大数据点相邻的两频率重整数据点高于所述参考准位时， 所述数据映像单元将不变动所选取的所述最大数据点。
6.如权利要求5所述的数据还原装置，其特征在于，所述低临界准位等于所述比较准 位向下偏移一第一默认值，所述第一默认值系由经验取值。
7.如权利要求1所述的数据还原装置，其特征在于，所述数据映像单元逐一选取所述 多个最小数据点，且所述数据映像单元判别所选取的所述最小数据点是否低于一高临界准 位，并判别与所选取的所述最小数据点相邻的两频率重整数据点是否高于所述参考准位，其中所述高临界准位大于所述参考准位，当所选取的所述最小数据点低于所述高临界准 位，且与所选取的所述最小数据点相邻的两频率重整数据点高于所述参考准位时，所述数 据映像单元将所选取的所述最小数据点映像至所述第二准位，当所选取的所述最小数据点 没有低于所述高临界准位，或是与所选取的所述最小数据点相邻的两频率重整数据点低于 所述参考准位时，所述数据映像单元将不变动所选取的所述最小数据点。
8.如权利要求7所述的数据还原装置，其特征在于，所述高临界准位等于所述比较准 位向上偏移一第二默认值，所述第二默认值系由经验取值。
9.一种数据还原方法，用以将光学储存系统中的一射频信号还原成一频率信号与一调 变信号，其特征在于，所述数据还原方法包括将所述射频信号转换成多个取样数据点；补偿所述多个取样数据点的增益值，并滤除所述多个取样数据点的噪声；区隔出所述多个取样数据点在一比较准位之上与之下的个数；解出所述多个取样数据点之间的多个频率重整数据点与所述频率信号；从所述多个频率重整数据点中选出区域性的多个最大数据点与多个最小数据点，并判 别是否将所述多个最大数据点与所述多个最小数据点分别映像至一第一准位与一第二准 位，以局部地修复该些频率重整数据点，其中该第一准位与该第二准位分别大于及小于一 参考准位；以及利用部分响应最大似然法将修复后的该些频率重整数据点还原成该调变信号。
10.如权利要求9所述的数据还原方法，其特征在于，从所述多个频率重整数据点中选 出区域性的所述多个最大数据点与该些最小数据点的步骤包括从所述多个频率重整数据点中逐一选取所述多个频率重整数据点作为一特定数据占.将所述特定数据点与所述多个频率重整数据点中位于所述特定数据点之前与之后的N 个频率重整数据点比较，其中N为正整数；当所述特定数据点分别大于位于其之前与之后的所述N个频率重整数据点时，则判定 该特定数据点为所述多个最大数据点之一；以及当所述特定数据点分别小于位于其之前与之后的所述N个频率重整数据点时，则判定 所述特定数据点为所述多个最小数据点之一。
11.如权利要求10所述的数据还原方法，其特征在于，所述N为正整数1或2或3。
12.如权利要求9所述的数据还原方法，其特征在于，判别是否将所述多个最大数据点 映像至所述第一准位的步骤包括逐一选取所述多个最大数据点；判别所选取的所述最大数据点是否高于一低临界准位，并判别与所选取的所述最大数 据点相邻的两频率重整数据点是否低于该参考准位；当所选取的所述最大数据点高于所述低临界准位，且与所选取的所述最大数据点相邻 的两频率重整数据点低于所述参考准位时，将所选取的所述最大数据点映像至所述第一准 位；以及当所选取的所述最大数据点没有高于所述低临界准位，或是与所选取的所述最大数据 点相邻的两频率重整数据点高于所述参考准位时，将不变动所选取的所述最大数据点。
13.如权利要求12所述的数据还原方法，其特征在于，所述低临界准位等于该比较准 位向下偏移一第一默认值，所述第一默认值系由经验取值。
14.如权利要求9所述的数据还原方法，其特征在于，判别是否将所述多个最小数据点 映像至所述第二准位的步骤包括逐一选取所述多个最小数据点；判别所选取的所述最小数据点是否低于一高临界准位，并判别与所选取的该最小数据 点相邻的两频率重整数据点是否高于所述参考准位；当所选取的所述最小数据点低于所述高临界准位，且与所选取的所述最小数据点相邻 的两频率重整数据点高于所述参考准位时，将所选取的所述最小数据点映像至所述第二准 位；以及当所选取的所述最小数据点没有低于该高临界准位，或是与所选取的所述最小数据点 相邻的两频率重整数据点低于所述参考准位时，将不变动所选取的所述最小数据点。
15.如权利要求14所述的数据还原方法，其特征在于，所述高临界准位等于该比较准 位向上偏移一第二默认值，所述第二默认值系由经验取值。
全文摘要
一种数据还原装置，包括模拟至数字转换器、滤波等化单元、零交越侦测器、数据锁相回路、数据映像单元以及估测单元。模拟至数字转换器将射频信号转换成多个取样数据点。这些取样数据点会经由滤波等化单元、零交越侦测器、数据锁相回路转换成多个频率重整数据点与频率信号。数据映像单元从这些频率重整数据点中选出区域性的多个最大数据点与多个最小数据点，并判别是否将这些最大数据点与这些最小数据点分别映像至其它的准位，以修复部份的这些频率重整数据点。估测单元将修复后的这些频率重整数据点还原成调变信号。
文档编号G11B7/007GK101982850SQ201010293099
公开日2011年3月2日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者刘世贤, 陈政雄 申请人:凌阳科技股份有限公司