專利名稱：光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法及光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于恢復(fù)受損的光盤數(shù)據(jù)的方法，也涉及用于實(shí)現(xiàn) 該光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法的系統(tǒng)，屬于光盤存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景光存儲(chǔ)是繼磁記錄技術(shù)之后興起的重要信息存儲(chǔ)技術(shù)。近年來，光 存儲(chǔ)不僅在技術(shù)上取得了重大突破，在商業(yè)性規(guī)模生產(chǎn)方面也獲得了巨大 成功，已成為一個(gè)引人注目的高科技產(chǎn)業(yè)。以光盤為代表的數(shù)字式數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)媒體已是當(dāng)代信息社會(huì)中不可缺少的信息載體，廣泛應(yīng)用于信息發(fā) 行，數(shù)據(jù)備份等領(lǐng)域。圖1顯示了現(xiàn)有的光盤驅(qū)動(dòng)器讀取光盤信息的過程。在光盤1旋轉(zhuǎn)過程中，光學(xué)頭2將激光聚焦在光盤記錄層，由于光盤記錄層物理特性 的變化，反射回光學(xué)頭的激光光強(qiáng)受到調(diào)制，光學(xué)頭將這種光強(qiáng)調(diào)制信 號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，即模擬高頻信號(hào)，模擬高頻信號(hào)輸入到放大器3，經(jīng)放 大器3放大后的信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器4采樣并生成數(shù)字的高頻信號(hào)，數(shù) 字高頻信號(hào)一方面?zhèn)鬟f給鎖相環(huán)5，鎖相環(huán)5根據(jù)輸入的數(shù)字高頻信號(hào)生 成與模擬高頻信號(hào)同步的鎖相時(shí)鐘信號(hào)，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的采樣時(shí)鐘， 另一方面，數(shù)字高頻信號(hào)通過信號(hào)處理模塊6轉(zhuǎn)換為物理扇區(qū)數(shù)據(jù)(如 DVD中的Physical sector),信號(hào)處理模塊6通常包括均衡器和二值化檢 測(cè)(如PRML檢測(cè))，如果數(shù)字高頻信號(hào)是通過非同步釆樣得到的，則信號(hào) 處理模塊6中還應(yīng)包括插值算法。隨后，物理扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器7對(duì)物理 扇區(qū)數(shù)據(jù)做去格式處理和調(diào)制碼解調(diào)等處理以得到記錄扇區(qū)(如DVD中 的Recording Frame)數(shù)據(jù)。最后，記錄扇區(qū)數(shù)據(jù)通過記錄扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 器8得到用戶扇區(qū)(如DVD中的Main data)數(shù)據(jù)，即用戶數(shù)據(jù)，其中， 記錄扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器8具有檢錯(cuò)糾錯(cuò)，解交錯(cuò)或解擾頻等處理。記錄扇 區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器8還可輸出檢錯(cuò)數(shù)據(jù)(如DVD中的PI錯(cuò)誤等)。光盤能夠記錄信息的關(guān)鍵在于光盤信息層的物理特性，這些物理特 性包括坑岸(只讀類光盤)、介質(zhì)顏色、折射率等(可寫類光盤)，它們可以 將信息以一定的物理形式記錄下來。光盤驅(qū)動(dòng)器等光盤讀取設(shè)備通過檢
測(cè)光盤記錄層的物理變化就可以讀取出已記錄的用戶數(shù)據(jù)。但是，由于 光盤盤基材料會(huì)隨時(shí)間推移而老化，同樣，可寫入光盤的記錄介質(zhì)的性 質(zhì)也會(huì)隨時(shí)間而變化，這些都會(huì)導(dǎo)致光盤信息層的物理特性發(fā)生變化， 從而使光盤讀出信號(hào)的信噪比隨時(shí)間降低，直至光盤信號(hào)因偏離標(biāo)準(zhǔn)過 多，無法在普通驅(qū)動(dòng)器中讀出，從而丟失大量數(shù)據(jù)。光盤作為數(shù)字信息載體己存在了 20多年，隨著時(shí)間的推移，這一問 題會(huì)更加突出。為此，人們已經(jīng)研發(fā)出了多種實(shí)用化的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)技 術(shù)。例如公開號(hào)為CN1645501的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種用于恢復(fù) 光盤信號(hào)的系統(tǒng)及其方法。通過該系統(tǒng)和方法恢復(fù)從光盤上用光學(xué)方法 拾取的射頻信號(hào)。所述恢復(fù)系統(tǒng)包括限幅器、鎖相環(huán)、鎖存電路、3T校 正電路和解調(diào)器。特別的是，所述3T校正電路包括擴(kuò)展存儲(chǔ)裝置、長度 測(cè)量裝置、相位檢測(cè)器和擴(kuò)展確定器，所述3T校正電路校正從所述擴(kuò)展 存儲(chǔ)裝置輸出的數(shù)據(jù)。在所述恢復(fù)方法中，檢測(cè)用于確定校正的需要和 校正的方向所需的數(shù)據(jù)，執(zhí)行用于選擇無校正、雙向校正、正向校正和 反向校正的多個(gè)步驟，從而依照所述高射頻信號(hào)的條件來校正所述高射 頻信號(hào)。在目前所使用的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方案中，已經(jīng)開始采用非線性均衡器 來替代常規(guī)的線性均衡器，以提高信號(hào)的恢復(fù)能力。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等 非線性均衡方法也以其優(yōu)秀的信號(hào)處理能力逐漸引起光盤存儲(chǔ)領(lǐng)域的關(guān) 注。但是，非線性均衡器具有計(jì)算量龐大的缺點(diǎn)。線性均衡器的乘法器 數(shù)量隨均衡器長度的增長線性增加，而非線性均衡器的乘法器數(shù)量隨均 衡器長度的增長以n次方方式增加(n是大于1的整數(shù))。如此規(guī)模的運(yùn) 算量將會(huì)極大地增加硬件規(guī)模，提高生產(chǎn)成本，甚至無法真正實(shí)現(xiàn)。因 此，如果要使用非線性均衡算法進(jìn)行光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)，那么單純依賴于硬 件的解決方案會(huì)受到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的制約，無法充分滿足廣大光盤 使用者的實(shí)際需求。另外，普通光盤驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)是讀取符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的光盤， 這樣可以兼顧數(shù)據(jù)恢復(fù)能力和生產(chǎn)成本。對(duì)于因信號(hào)質(zhì)量降低而偏離標(biāo) 準(zhǔn)的光盤(下面簡(jiǎn)稱"離標(biāo)盤")，如果需要恢復(fù)其數(shù)據(jù)，應(yīng)采用專用的光 盤數(shù)據(jù)恢復(fù)設(shè)備。將這兩種市場(chǎng)方向不同的光盤讀取設(shè)備分開，是解決 光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)問題的合理途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)解決方案的不足，并結(jié)合 離標(biāo)盤本身的特點(diǎn)，提供一種新的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法。該方法釆用經(jīng)過 優(yōu)化的信號(hào)處理方案，可以簡(jiǎn)化對(duì)系統(tǒng)硬件的要求，降低光盤數(shù)據(jù)恢復(fù) 工作的成本。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種用于實(shí)現(xiàn)該光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法的 光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)與普通光盤驅(qū)動(dòng)器不同，它以準(zhǔn)確恢復(fù)光盤 數(shù)據(jù)為主要目的，不需要滿足實(shí)時(shí)性和隨機(jī)性方面的要求。 為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案 一種光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，基于讀盤機(jī)、信號(hào)采集裝置和主機(jī)實(shí)現(xiàn)， 其特征在于包括如下步驟1) 設(shè)定光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)參數(shù)；2) 所述讀盤機(jī)根據(jù)所述恢復(fù)參數(shù)讀取光盤的指定區(qū)域，并對(duì)讀取的 光盤信號(hào)進(jìn)行處理以得到扇區(qū)數(shù)據(jù)；3) 保存所述扇區(qū)數(shù)據(jù)；4) 檢測(cè)所述讀盤機(jī)獲得扇區(qū)數(shù)據(jù)的過程中產(chǎn)生錯(cuò)誤的數(shù)量，當(dāng)一定 扇區(qū)內(nèi)的錯(cuò)誤數(shù)量超過閾值時(shí)，計(jì)算所述扇區(qū)對(duì)應(yīng)的光盤區(qū)域，并將該 區(qū)域的位置存儲(chǔ)于錯(cuò)誤位置存儲(chǔ)器；5) 待所述讀盤機(jī)讀取完光盤的指定區(qū)域后，如果所述錯(cuò)誤位置存儲(chǔ) 器中沒有錯(cuò)誤區(qū)域的信息，則轉(zhuǎn)入步驟10;否則，從所述錯(cuò)誤位置存儲(chǔ) 器中讀取一個(gè)錯(cuò)誤所在的光盤位置，并將其從所述錯(cuò)誤位置存儲(chǔ)器中去除；6) 所述讀盤機(jī)重新讀取該錯(cuò)誤所在的光盤區(qū)域的光盤信號(hào)；7) 所述信號(hào)采集裝置采集來自所述讀盤機(jī)的模擬高頻信號(hào)，經(jīng)模數(shù) 轉(zhuǎn)換之后存儲(chǔ)起來；8) 在所述主機(jī)中，對(duì)于存儲(chǔ)起來的數(shù)字高頻信號(hào)進(jìn)行處理，獲得新 的扇區(qū)數(shù)據(jù)；9) 用步驟8輸出的新扇區(qū)數(shù)據(jù)取代已存儲(chǔ)的由讀盤機(jī)檢測(cè)得到的扇 區(qū)號(hào)相同的扇區(qū)數(shù)據(jù)，并銜接為一個(gè)整體，然后轉(zhuǎn)至步驟5;10) 將步驟9獲得的扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶數(shù)據(jù)，并通過文件系統(tǒng)生 成步驟生成文件系統(tǒng)以對(duì)外輸出。其中，所述步驟8中，所述主機(jī)對(duì)數(shù)字高頻信號(hào)的處理包括均衡 運(yùn)算步驟和檢測(cè)運(yùn)算步驟。 所述步驟8中，所述主機(jī)對(duì)數(shù)字高頻信號(hào)的處理還包括解碼運(yùn)算 步驟。
所述步驟8中的均衡運(yùn)算通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均衡算法實(shí)現(xiàn)。 或者，所述步驟8中的均衡運(yùn)算通過多階Volterra均衡算法實(shí)現(xiàn)。 所述步驟8中的檢測(cè)運(yùn)算通過Viterbi檢測(cè)器算法實(shí)現(xiàn)。 在所述主機(jī)中內(nèi)置多個(gè)可選算法，在信號(hào)處理過程中，根據(jù)步驟4)中輸出的錯(cuò)誤數(shù)目，如果發(fā)現(xiàn)某一光盤區(qū)域在某一信號(hào)處理算法下無法達(dá)到數(shù)據(jù)恢復(fù)要求時(shí)，可以切換使用其他信號(hào)處理算法，直至實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)要求或最少的錯(cuò)誤數(shù)目。
在所述信號(hào)采集裝置為異步采樣時(shí)，在所述主機(jī)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步插值處理。
一種光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)，包括讀盤機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)上述的光盤數(shù)'據(jù) 恢復(fù)方法，其特征在于
所述光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)還包括信號(hào)采集裝置和主機(jī)，所述讀盤機(jī) 與所述信號(hào)采集裝置和主機(jī)順次連接；
所述主機(jī)包括硬盤存儲(chǔ)器和微處理器，該主機(jī)分別與所述信號(hào)釆 集裝置和所述讀盤機(jī)相連接；
所述主機(jī)中的微處理器通過所述硬盤存儲(chǔ)器獲得數(shù)字高頻信號(hào)， 進(jìn)行處理以輸出扇區(qū)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用于取代所述硬盤存儲(chǔ)器中由讀盤機(jī) 檢測(cè)得到的扇區(qū)號(hào)相同的扇區(qū)數(shù)據(jù)，然后將該扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文件系統(tǒng) 對(duì)外輸出。
其中，所述讀盤機(jī)由光盤驅(qū)動(dòng)器替代。
所述主機(jī)中還包括用于獲取物理扇區(qū)數(shù)據(jù)的解碼器。
所述信號(hào)采集裝置為輸出數(shù)字高頻信號(hào)和物理扇區(qū)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集 /信號(hào)處理電路。
本發(fā)明所提供的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法及光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)可以解決離 標(biāo)盤的數(shù)據(jù)恢復(fù)問題。在舍棄實(shí)時(shí)性和隨機(jī)性要求的情況下，將具體的 信號(hào)處理工作交給主機(jī)來完成，從而易于實(shí)現(xiàn)更優(yōu)更復(fù)雜的信號(hào)處理算 法。與完全基于硬件實(shí)現(xiàn)的光盤數(shù)據(jù)復(fù)雜算法相比較，本發(fā)明具有可實(shí) 現(xiàn)性強(qiáng)和成本低的特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1顯示了現(xiàn)有的光盤驅(qū)動(dòng)器讀取光盤信息的過程。圖2為本光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。 圖3為圖2所示光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)的第一具體實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示 意圖。圖4為一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的非線性均衡處理算法的示例圖。 圖5為另外一種基于3階Volterra均衡器實(shí)現(xiàn)的非線性均衡算法的示 例圖。圖6是二值化切分器(slicer)的示意圖。 圖7顯示了數(shù)字化高頻信號(hào)與二值化信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 圖8為有限延遲樹搜索(FDTS)檢測(cè)器的示意圖。 圖9為作為圖2中信號(hào)采集裝置的數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)圖。 圖IO為本發(fā)明的第二具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖11為本發(fā)明的第三具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖12為本發(fā)明的第四具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖13為本發(fā)明的第五具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖14顯示了圖2所示的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)的另外一種實(shí)現(xiàn)形式。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所提供的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法及其系統(tǒng)是為了解決離標(biāo)盤的數(shù) 據(jù)恢復(fù)問題而專門提出的。在圖2所示的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)中，包括順序連接的讀盤機(jī)11，信 號(hào)采集裝置12和執(zhí)行信息處理及解碼任務(wù)的主機(jī)13。讀盤機(jī)11具有使光盤旋轉(zhuǎn)所需的主軸電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路、光學(xué)頭組 件，可提供聚焦伺服和道跟蹤伺服的電路。它接收來自主機(jī)13的控制命 令，對(duì)外輸出模擬高頻信號(hào)。該讀盤機(jī)11可以用普通光盤驅(qū)動(dòng)器來替代。 普通光盤驅(qū)動(dòng)器也可以完成聚焦伺服，道跟蹤伺服和信號(hào)二值化檢測(cè)(如 PRML檢測(cè))等功能，它與讀盤機(jī)的不同點(diǎn)在于，讀盤機(jī)11不必具有將 物理扇區(qū)數(shù)據(jù)解碼到記錄扇區(qū)數(shù)據(jù)和用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)的功能，并可以完成 指定半徑位置的光盤信號(hào)掃描。信號(hào)采集裝置12主要包括將模擬信號(hào)數(shù)字化所需的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。 它接收來自讀盤機(jī)的模擬高頻信號(hào)，將其模數(shù)轉(zhuǎn)換之后，向主機(jī)13輸出 數(shù)字高頻信號(hào)。信號(hào)采集裝置根據(jù)采樣時(shí)鐘來源可以分為外時(shí)鐘形式和 內(nèi)時(shí)鐘形式，外時(shí)鐘形式的信號(hào)采集裝置，采樣時(shí)鐘來自信號(hào)采集裝置 之外，如可以來自讀盤機(jī)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，外時(shí)鐘形式的時(shí)鐘可以進(jìn)一 步分為與輸入的模擬高頻信號(hào)同步的時(shí)鐘信號(hào)和與輸入的模擬高頻信號(hào) 異步的時(shí)鐘信號(hào)；內(nèi)時(shí)鐘形式的信號(hào)采集裝置，時(shí)鐘來自采集裝置本身， 也可以分為與輸入的模擬高頻信號(hào)同步的時(shí)鐘信號(hào)，如通過鎖相環(huán)電路 產(chǎn)生的同步時(shí)鐘信號(hào)，或與輸入的模擬高頻信號(hào)異步的時(shí)鐘信號(hào)，如來 自晶振的時(shí)鐘信號(hào)。根據(jù)信號(hào)采集裝置時(shí)鐘同步與異步的不同方式，數(shù) 字高頻信號(hào)可以分為數(shù)字同步高頻信號(hào)和數(shù)字異步高頻信號(hào)。主機(jī)13為可運(yùn)行軟件程序的計(jì)算處理設(shè)備，如個(gè)人電腦、工作站或 單片機(jī)等。該主機(jī)內(nèi)部至少具有一個(gè)微處理器和一個(gè)硬盤存儲(chǔ)器，它通 過包括IDE接口 ，USB接口或IEEE1394接口在內(nèi)的通信接口與信號(hào)采集 裝置12連接。主機(jī)在本光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)中主要執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理及解 碼工作。數(shù)字信號(hào)處理用于將輸入的數(shù)字高頻信號(hào)，通過一定的算法處 理，生成物理扇區(qū)數(shù)據(jù)；解碼是指將物理扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為記錄扇區(qū)數(shù)據(jù) 和把記錄扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)的過程，其輸出為用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)， 即用戶數(shù)據(jù)。圖3是上述光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。其 中，實(shí)線框表示純硬件單元進(jìn)行的處理，虛線框表示通過軟件實(shí)現(xiàn)的虛 擬單元進(jìn)行的處理，下同。在本實(shí)施例中，讀盤機(jī)11通過驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī) 使光盤1旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)光學(xué)頭組件發(fā)出激光，通過聚焦伺服電路、道跟蹤 伺服電路將光學(xué)頭發(fā)出的激光聚焦在記錄層并跟蹤信息軌道。返回的激 光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后通過電路輸出模擬高頻信號(hào)。數(shù)據(jù)采集卡M接收 來自讀盤機(jī)11的模擬高頻信號(hào)，在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬高 頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字高頻信號(hào)。主機(jī)13接收來自數(shù)據(jù)采集卡14的數(shù)據(jù)， 執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)處理和解碼工作，對(duì)數(shù)字高頻信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算并產(chǎn)生 物理扇區(qū)數(shù)據(jù)，物理扇區(qū)數(shù)據(jù)通過解碼運(yùn)算之后，輸出恢復(fù)后的用戶數(shù) 據(jù)。上述在主機(jī)13中進(jìn)行的數(shù)字信號(hào)處理是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述光盤數(shù)據(jù)恢 復(fù)方法的關(guān)鍵所在。下面將通過具體的實(shí)施例對(duì)這一數(shù)字信號(hào)處理過程 展開詳細(xì)的說明。在對(duì)光盤上采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理和解碼的過程中，均衡運(yùn) 算17、檢測(cè)運(yùn)算18、目標(biāo)信道處理19和延遲處理20是其中發(fā)揮關(guān)鍵作 用的運(yùn)算步驟。通過這些運(yùn)算步驟可以將數(shù)字高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為物理扇區(qū) 數(shù)據(jù)，并經(jīng)過解碼后對(duì)外輸出。其中，檢測(cè)運(yùn)算是對(duì)經(jīng)均衡運(yùn)算后的數(shù)字高頻信號(hào)進(jìn)行PRML(部分 響應(yīng)最大似然)檢測(cè)，輸出物理扇區(qū)數(shù)據(jù)，其目標(biāo)信道為adaptive PR (1，2，2，1)。輸出的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)經(jīng)過目標(biāo)信道處理后，生成理想數(shù)字高 頻信號(hào)。另外，均衡后的數(shù)字高頻信號(hào)經(jīng)過延遲處理后與經(jīng)過目標(biāo)信道 處理而輸出的理想數(shù)字高頻信號(hào)進(jìn)行比較得到均衡誤差。主機(jī)13的ATAPI接口 21接收來自讀盤機(jī)的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)。在光盤 數(shù)據(jù)不存在錯(cuò)誤的情況下，物理扇區(qū)銜接步驟22并不工作，物理扇區(qū)數(shù) 據(jù)直接存入硬盤存儲(chǔ)器23。而在記錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換器判斷出光盤數(shù)據(jù)存在錯(cuò) 誤的情況下，讀盤機(jī)11對(duì)錯(cuò)誤區(qū)域逐個(gè)進(jìn)行重新讀取，從而產(chǎn)生采樣的 數(shù)字高頻信號(hào)，在進(jìn)行處理后得到新的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)以替換原有包含錯(cuò) 誤的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)。在這種情況下，物理扇區(qū)銜接步驟22開始工作，將 ATAPI接口得到的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)與檢測(cè)運(yùn)算輸出的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行銜接，因?yàn)闄z測(cè)運(yùn)算輸出的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)是在經(jīng)過優(yōu)化處理的均衡算法得 出的，具有更少的誤碼率，因此在銜接過程中，用檢測(cè)運(yùn)算輸出的物理 扇區(qū)數(shù)據(jù)取代在光盤同一區(qū)域由讀盤機(jī)11解碼得到的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)(通 過ATAPI接口 21得到)。硬盤存儲(chǔ)器23存儲(chǔ)物理扇區(qū)數(shù)據(jù)銜接后的結(jié)果， 再經(jīng)過物理扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟24將硬盤存儲(chǔ)器23中的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 記錄扇區(qū)數(shù)據(jù)，并通過記錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟25進(jìn)行檢錯(cuò)糾錯(cuò)等處理，將記 錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換為用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)，同時(shí)在記錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟中，輸出檢測(cè)出 的錯(cuò)誤數(shù)目(如DVD標(biāo)準(zhǔn)中的PI錯(cuò)誤，PO錯(cuò)誤或EDC錯(cuò)誤)。當(dāng)一個(gè)或連續(xù)數(shù)個(gè)記錄扇區(qū)內(nèi)的錯(cuò)誤數(shù)目超過某一閾值時(shí)，記錄扇 區(qū)轉(zhuǎn)換步驟將啟動(dòng)錯(cuò)誤位置計(jì)算步驟29，錯(cuò)誤位置計(jì)算步驟29根據(jù)錯(cuò)誤 出現(xiàn)的記錄扇區(qū)位置計(jì)算需要掃描的光盤的半徑范圍，并將結(jié)果儲(chǔ)存在 錯(cuò)誤位置存儲(chǔ)器28中，指定半徑區(qū)域讀信號(hào)命令發(fā)生器27依次讀取錯(cuò) 誤位置存儲(chǔ)器28中的錯(cuò)誤項(xiàng)，并通過ATAPI接口 21向讀盤機(jī)11發(fā)出讀 取光盤指定半徑區(qū)域信號(hào)的命令。上述步驟完成之后，通過文件系統(tǒng)生成步驟26將記錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟 25所輸出的用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文件系統(tǒng)(如光盤映像格式文件)，即最終 結(jié)果。在上述的數(shù)字信號(hào)處理過程中，兩個(gè)關(guān)鍵性的步驟就在于均衡運(yùn)算 17和檢測(cè)運(yùn)算18。它們的運(yùn)算復(fù)雜度和運(yùn)算結(jié)果直接決定了整個(gè)光盤數(shù)
據(jù)恢復(fù)方法的優(yōu)劣。下面分別對(duì)這兩個(gè)步驟加以詳細(xì)的說明。首先介紹均衡運(yùn)算步驟17。前己述及，目前己發(fā)表的資料顯示，使用非線性自適應(yīng)均衡器可以在更大的光盤翹屈量下實(shí)現(xiàn)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的 原始誤碼率。因此，進(jìn)行均衡運(yùn)算所具體使用的算法以非線性均衡處理算法為主。圖4介紹了一種非線性均衡處理算法的示例。這種非線性均衡處理 算法是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。在圖4的示例中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含三層，它們分別是1. 輸入層30，包含3個(gè)神經(jīng)元Ip 12和13;2. 隱藏層31，包含2個(gè)神經(jīng)元L和T2;3. 輸出層32，包含1個(gè)神經(jīng)元0。 該人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)符合如下規(guī)則1. 每一層的神經(jīng)元，其輸出將到達(dá)下一層所有的神經(jīng)元；2. 每一個(gè)神經(jīng)元的輸入，都對(duì)應(yīng)一個(gè)輸入權(quán)重w;3. 輸入層的每個(gè)神經(jīng)元，都只有一個(gè)輸入，且其對(duì)應(yīng)的權(quán)重w為每個(gè)神經(jīng)元的輸出由下式計(jì)算得到其中d-^ + gvvx, Xi為該神經(jīng)元的第i個(gè)輸入，Wi表示第i個(gè)輸入的權(quán)重，此神經(jīng)元的輸入總數(shù)為k， ^為該神經(jīng)元的閾值。Wi和P構(gòu)成了這個(gè)神經(jīng)元的系數(shù)。當(dāng)使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均衡算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，從硬盤存儲(chǔ)器16讀取的 數(shù)字高頻信號(hào)首先通過去直流環(huán)節(jié)33除去直流分量，在再經(jīng)過隨后的延 遲線34，將連續(xù)的3個(gè)數(shù)字高頻信號(hào)并行輸入到輸入層30，信號(hào)由輸入 層30經(jīng)過隱藏層31到達(dá)輸出層32，由輸出層32的輸出為該人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)均衡算法的輸出。上述的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均衡算法中，各個(gè)神經(jīng)元的參數(shù)可以通過反向 傳播算法(Back propagation)不斷進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到最佳均衡效果。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)形式很多，不限于圖4所述的情況，可以增加 輸入層和隱藏層的神經(jīng)元數(shù)，也可以采用多個(gè)隱藏層。更多神經(jīng)元構(gòu)成 的均衡算法可以有效降低數(shù)字高頻信號(hào)的非線性碼間串?dāng)_。這種人工神
經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均衡算法將有關(guān)的運(yùn)算交由主機(jī)13來完成，使得該人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 算法具有靈活和易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。而現(xiàn)有技術(shù)中采用硬件實(shí)現(xiàn)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模龐大，如果輸入層有n個(gè)神經(jīng)元，隱藏層有30個(gè)神經(jīng)元，則需要使用540個(gè)乘法器和48個(gè)非線性單元，實(shí)施起來難度很大。圖5給出了另外一種非線性均衡算法的示例。該均衡算法通過3階 Volterra均衡器實(shí)現(xiàn)。從硬盤存儲(chǔ)器16讀取的數(shù)字高頻信號(hào)經(jīng)過去直流 環(huán)節(jié)33，同時(shí)輸入到11拍1次均衡器35， 7拍2次均衡器36，和7拍3 次均衡器37。用加法器對(duì)3個(gè)均衡器的輸出求和即得到數(shù)字高頻信號(hào)并 輸出。1次均衡器35的算法公式如下，其中乂(")為1次均衡器輸出信號(hào)，;c(") 為去直流后的數(shù)字高頻信號(hào)，Z^(/,)為1次均衡器系數(shù)<formula>formula see original document page 12</formula>
2次均衡器36的算法公式如下，其中A(")為2次均衡器輸出信號(hào)， Z^/,，。為2次均衡器系數(shù)<formula>formula see original document page 12</formula>3次均衡器37的算法公式如下，其中少2( )為3次均衡器輸出信號(hào)， Z^(/,，/》為3次均衡器系數(shù)<formula>formula see original document page 12</formula>以上三個(gè)均衡器的乘法器總數(shù)(除去對(duì)稱項(xiàng))為319個(gè)，如果采用 軟件方式實(shí)現(xiàn)，在主機(jī)中完成運(yùn)算，則可以使用計(jì)算機(jī)語言中的條件循 環(huán)語句實(shí)現(xiàn)交叉項(xiàng)相乘，與純硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)所需要的319個(gè)乘法器相比較， 較大幅度地降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，同時(shí)提高了信號(hào)檢測(cè)能力。另外，在均衡運(yùn)算采用3階Volterra均衡器的情況下，可以根據(jù)均衡 誤差采用最速下降法更新Volterra均衡運(yùn)算系數(shù)，以得到最優(yōu)的Volterra 均衡運(yùn)算系數(shù)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)Volterra均衡運(yùn)算。
需要說明的是，本發(fā)明所使用的非線性均衡算法也可以用窗口長度很長的線性均衡算法來代替。例如一種自適應(yīng)線性均衡器，具有33拍。 輸入x(n)與輸出y(n)的關(guān)系是-32/) (5)其中h(n)為此線性均衡器的系數(shù)。采用最小均方誤差LMS (least mean square)算法，根據(jù)輸入、輸出和均衡誤差，不斷更新均衡器系數(shù)， 可以達(dá)到自適應(yīng)均衡器的功能。均衡器誤差為均衡器輸出與理想輸出的 差值。由于檢測(cè)運(yùn)算步驟18所處理的數(shù)據(jù)是經(jīng)過特定的均衡算法優(yōu)化處理 過的，再加上該檢測(cè)運(yùn)算本身也是采用經(jīng)過優(yōu)化的檢測(cè)算法，因此經(jīng)過 上述處理后輸出的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)能夠具有更少的誤碼率。在本發(fā)明中，首選的檢測(cè)算法是通過Viterbi檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)的。另外， 二值化切分器(Slicer)檢測(cè)算法或者有限延遲樹搜索(FDTS， fixed delay tree search)檢測(cè)算法都可以用來代替Viterbi檢測(cè)算法。圖6是二值化切分器(slicer)的示意圖，它可以用來取代Viterbi 檢測(cè)器，將數(shù)字化高頻信號(hào)檢測(cè)為二值化信號(hào)。數(shù)字化高頻信號(hào)經(jīng)去直 流后，通過圖6中的比較器與中間電平(0電平)進(jìn)行比較得到二值化信 號(hào)。圖7表示了數(shù)字化高頻信號(hào)與二值化切分器輸出的二值化信號(hào)的對(duì) 應(yīng)關(guān)系。有限延遲樹搜索(FDTS)檢測(cè)器同樣可以取代Viterbi檢測(cè)器。FDTS 也是利用PRML原理將數(shù)字化高頻信號(hào)解碼成二值化信號(hào)。如圖8所示， 根據(jù)所有可能的7 + 1長度的二值化序列(共2""個(gè))計(jì)算出相應(yīng)的2r"個(gè)理 想高頻數(shù)字化序列，分別對(duì)應(yīng)^"個(gè)分支。上邊部分的分支，對(duì)應(yīng)ak—2 = + 1的決策，下半部分對(duì)應(yīng)3卜2= — 1的決策。這2r"個(gè)分支分別與輸入的 7 + 1個(gè)數(shù)字化高頻信號(hào)計(jì)算歐氏距離(Euclidean distance),最小距離 分支所在的部分(上半部分或下半部分)被保留，另一部分被舍棄，然 后樹狀結(jié)構(gòu)向下再延伸一層，開始下一個(gè)決策過程?；谏厦婷枋龅墓獗P數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，本光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)的第一實(shí) 施例的具體工作過程包括如下的步驟1.用戶設(shè)定光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)參數(shù)。用戶可以通過對(duì)光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)的工作方式進(jìn)行控制(如選擇全盤數(shù)據(jù) 恢復(fù)或光盤部分區(qū)域數(shù)據(jù)恢復(fù))，或?qū)ぷ鬟^程參數(shù)等進(jìn)行設(shè)定(如Volterra均衡器收斂速度設(shè)定等)。2. 指定半徑區(qū)域讀信號(hào)命令發(fā)生器27根據(jù)用戶的設(shè)定發(fā)出讀光盤 指定半徑區(qū)域信號(hào)命令，該讀光盤指定半徑區(qū)域信號(hào)命令通過ATAPI接 口 21被傳遞到讀盤機(jī)11;此時(shí)，數(shù)據(jù)采集卡14、 USB接口 15、硬盤存 儲(chǔ)器16暫不工作。由均衡運(yùn)算17，檢測(cè)運(yùn)算18，目標(biāo)信道運(yùn)算19和延 遲運(yùn)算20組成的信號(hào)處理步驟暫不進(jìn)行。3. 讀盤機(jī)11將光學(xué)頭移動(dòng)到光盤指定半徑區(qū)域讀取光盤信號(hào)，并對(duì) 讀取的光盤信號(hào)進(jìn)行處理以得到物理扇區(qū)數(shù)據(jù)，物理扇區(qū)數(shù)據(jù)經(jīng)過ATAPI 接口 21交由物理扇區(qū)銜接處理步驟22進(jìn)行處理。物理扇區(qū)銜接處理步 驟22中，將接收到的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于硬盤存儲(chǔ)器23，再通過物理扇 區(qū)轉(zhuǎn)換步驟24對(duì)存儲(chǔ)于硬盤存儲(chǔ)器23中的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)制等 處理以得到記錄扇區(qū)數(shù)據(jù)，隨后通過記錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟25對(duì)記錄扇區(qū)數(shù) 據(jù)進(jìn)行檢錯(cuò)糾錯(cuò)等處理，生成用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)。4. 錯(cuò)誤位置計(jì)算步驟29檢測(cè)記錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟25輸出的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)， 當(dāng)一個(gè)或連續(xù)數(shù)個(gè)記錄扇區(qū)內(nèi)的錯(cuò)誤數(shù)目超過某一閾值時(shí)，則計(jì)算該區(qū) 域?qū)?yīng)的光盤半徑范圍，并將錯(cuò)誤區(qū)域的半徑范圍存儲(chǔ)于錯(cuò)誤位置存儲(chǔ) 器28。5. 待讀盤機(jī)11完成了讀光盤指定半徑區(qū)域信號(hào)命令后，如果錯(cuò)誤位 置存儲(chǔ)器28中沒有錯(cuò)誤信息，則轉(zhuǎn)入下述的步驟10;否則，指定半徑區(qū) 域讀信號(hào)命令發(fā)生器27從錯(cuò)誤位置存儲(chǔ)器28中讀取一個(gè)錯(cuò)誤所在的光 盤半徑范圍，并將其從錯(cuò)誤位置存儲(chǔ)器28中去除。6. 指定半徑區(qū)域讀信號(hào)命令發(fā)生器27通過ATAPI接口 21向讀盤機(jī) 11發(fā)出讀取指定半徑區(qū)域信號(hào)的命令。7. 讀盤機(jī)11將光學(xué)頭移動(dòng)到指定半徑區(qū)域讀取光盤信號(hào)，同時(shí)數(shù)據(jù) 采集卡14開始采集來自讀盤機(jī)11的模擬高頻信號(hào)。此時(shí)，ATAPI接口 21 停止向物理扇區(qū)數(shù)據(jù)銜接步驟22傳遞物理扇區(qū)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集卡14采 集的數(shù)字高頻信號(hào)通過USB接口 15存儲(chǔ)于另一個(gè)硬盤存儲(chǔ)器16。8. 對(duì)于存儲(chǔ)于硬盤存儲(chǔ)器16中的數(shù)字高頻信號(hào)，首先進(jìn)行均衡處 理，隨后利用檢測(cè)算法對(duì)均衡后的數(shù)字高頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)以輸出物理扇 區(qū)數(shù)據(jù)，目標(biāo)信道處理步驟的輸出與延遲處理步驟的輸出的差值為均衡
誤差，用于控制更新進(jìn)行均衡運(yùn)算時(shí)所釆用的系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)系數(shù) 調(diào)整；9. 物理扇區(qū)數(shù)據(jù)銜接步驟22用檢測(cè)運(yùn)算所輸出的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)取 代硬盤存儲(chǔ)器23中由讀盤機(jī)檢測(cè)得到的扇區(qū)號(hào)相同的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)(因 為軟件得到的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)誤碼更低)。然后跳至步驟5，直至錯(cuò)誤信息 全部清除；10. 啟動(dòng)物理扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟，讀取硬盤存儲(chǔ)器23中的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)， 將其轉(zhuǎn)換為記錄扇區(qū)數(shù)據(jù)，再由記錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟25將記錄扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換為用戶數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)通過文件系統(tǒng)生成步驟26生成文件系統(tǒng)。此時(shí)， 如果存在不可修復(fù)的錯(cuò)誤，只能得到部分恢復(fù)的文件系統(tǒng)。需要說明的是，上述的硬盤16和硬盤23也可以是主機(jī)內(nèi)的同一塊 硬盤，在該硬盤的不同存儲(chǔ)區(qū)域分別存放屬于硬盤16和硬盤23的數(shù)據(jù)。圖9顯示了作為圖2中信號(hào)采集裝置12的數(shù)據(jù)采集卡14的結(jié)構(gòu)圖。 該數(shù)據(jù)采集卡14包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器4，數(shù)字鎖相環(huán)5，和數(shù)據(jù)緩存及接口 電路38。工作時(shí)，輸入信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器4，將模擬高頻信號(hào)采集成數(shù) 字高頻信號(hào)，數(shù)字鎖相環(huán)5和模數(shù)轉(zhuǎn)換器5形成閉環(huán)系統(tǒng)，控制模數(shù)轉(zhuǎn) 換器的采樣時(shí)鐘與模擬高頻信號(hào)同步，實(shí)現(xiàn)同步采樣。數(shù)字緩存及接口 電路38將采樣的數(shù)字高頻信號(hào)通過USB接口傳遞給主機(jī)13。主機(jī)13的USB接口 15接收來自數(shù)據(jù)采集卡14的數(shù)字高頻信號(hào)，并 將數(shù)字高頻信號(hào)存儲(chǔ)于硬盤存儲(chǔ)器16。另外，作為一種特殊情況，讀盤機(jī)11和數(shù)據(jù)采集卡14也可以合而 為一?，F(xiàn)有的部分讀盤機(jī)產(chǎn)品就具有這樣的功能。在本發(fā)明所提供的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)中，由于主要的信號(hào)處理及解 碼工作是在主機(jī)中利用軟件所實(shí)現(xiàn)的算法完成的，而且前面也己經(jīng)提到， 該數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)不需要滿足實(shí)時(shí)性和隨機(jī)性的要求，而以準(zhǔn)確恢復(fù)光盤 數(shù)據(jù)為主要目的，因此，上述的信號(hào)處理及解碼工作可以以離線方式完 成，即先將信號(hào)采集裝置12輸出的數(shù)字高頻信號(hào)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，如硬 盤，再由主機(jī)13進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，以犧牲實(shí)時(shí)性和隨機(jī)性為代價(jià)而獲得 對(duì)數(shù)字高頻信號(hào)的最優(yōu)處理。圖IO為本發(fā)明的第二具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例與第一實(shí)施例 的區(qū)別在于數(shù)據(jù)采集卡14為異步采樣，即數(shù)據(jù)采集卡采樣時(shí)鐘與輸入的 模擬高頻信號(hào)不同步，存儲(chǔ)于硬盤存儲(chǔ)器16的數(shù)據(jù)為異步數(shù)字高頻信號(hào)。
在第一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集采用同步方式，因此需要采用PLL電路，實(shí) 現(xiàn)時(shí)鐘同步，也就是時(shí)鐘頻率是物理扇區(qū)數(shù)據(jù)傳輸波特率的整數(shù)倍，而 且相位差保持相同。此時(shí)，由于電路中采用了同步采集，則后續(xù)主機(jī)就 不用進(jìn)行軟件同步處理。而在本實(shí)施例中，由于電路中是異步采樣方式， 因此在主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要另外加入了數(shù)字插值鎖相環(huán)處理步驟 40，也就是同步插值處理步驟。這一步驟的目的是采用插值的方法輸出 同步數(shù)字高頻信號(hào)。圖11為本發(fā)明的第三具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例與第一實(shí)施例 的區(qū)別在于數(shù)據(jù)采集卡14被替換為數(shù)據(jù)采集/信號(hào)處理電路41，即在本 實(shí)施例所述的數(shù)據(jù)采集/信號(hào)處理電路中，包含了數(shù)據(jù)采集和硬件信號(hào)處 理功能，可以輸出數(shù)字高頻信號(hào)和物理扇區(qū)數(shù)據(jù)。另一個(gè)不同點(diǎn)在于， 讀盤機(jī)11不提供物理扇區(qū)數(shù)據(jù)，硬件檢測(cè)到的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集 /信號(hào)檢測(cè)電路41通過USB接口提供。本實(shí)施例的其它部分與第一實(shí)施 例相同。圖12為本發(fā)明的第四具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。在該實(shí)施例中，讀盤機(jī) 11不必具有讀取指定光盤半徑區(qū)域的功能，但可通過讀取盤片可恢復(fù)部 分的數(shù)字扇區(qū)號(hào)對(duì)光學(xué)頭進(jìn)行定位。因此與第一實(shí)施例不同的是，兩者 銜接數(shù)據(jù)的對(duì)象不同。在第一實(shí)施例中，銜接的數(shù)據(jù)是物理扇區(qū)數(shù)據(jù)， 而本實(shí)施例中，銜接的數(shù)據(jù)是用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)。在第四實(shí)施例中，與硬件 上的改動(dòng)相對(duì)應(yīng)，光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)的過程也在某些步驟上存在改動(dòng)-第一，在步驟2中，由指定區(qū)域讀信號(hào)命令發(fā)生器27根據(jù)用戶的設(shè) 定發(fā)出讀光盤指定區(qū)域信號(hào)命令；第二，讀盤機(jī)11對(duì)指定區(qū)域讀取的光盤信號(hào)進(jìn)行二值化檢測(cè)(如 PRML檢測(cè)等)得到物理扇區(qū)數(shù)據(jù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換得到用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)和每個(gè)記錄 扇區(qū)錯(cuò)誤數(shù)目，用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)通過ATAPI接口 21傳輸至主機(jī)13，并存 儲(chǔ)于硬盤存儲(chǔ)器23中；記錄扇區(qū)錯(cuò)誤數(shù)目經(jīng)過ATAPI接口 21傳遞到錯(cuò) 誤位置判別器42，當(dāng)一個(gè)或連續(xù)數(shù)個(gè)記錄扇區(qū)內(nèi)的錯(cuò)誤數(shù)目超過某一閾 值時(shí)，將錯(cuò)誤的記錄扇區(qū)號(hào)依次存儲(chǔ)于錯(cuò)誤扇區(qū)存儲(chǔ)器43中；第三，讀盤機(jī)11完成了讀光盤指定區(qū)域信號(hào)命令后，如果錯(cuò)誤扇區(qū) 存儲(chǔ)器43中有錯(cuò)誤扇區(qū)，則指定區(qū)域讀信號(hào)命令發(fā)生器27讀取錯(cuò)誤扇 區(qū)存儲(chǔ)器43中的一個(gè)錯(cuò)誤記錄扇區(qū)的扇區(qū)號(hào)，讀取后從錯(cuò)誤扇區(qū)存儲(chǔ)器 43中去掉這個(gè)扇區(qū)號(hào)； 第四，讀盤機(jī)11將光學(xué)頭移動(dòng)到指定區(qū)域讀取光盤信號(hào)，同時(shí)數(shù)據(jù)采集卡14采集來自讀盤機(jī)11的模擬高頻信號(hào)；此時(shí)，ATAPI接口 21不 傳遞用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)到硬盤存儲(chǔ)器23;第五，通過檢測(cè)運(yùn)算步驟所輸出的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)于另一硬盤 存儲(chǔ)器47;第六，用戶扇區(qū)數(shù)據(jù)銜接步驟46中，用來自記錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟44 的用戶數(shù)據(jù)對(duì)硬盤存儲(chǔ)器23中的相同扇區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行替換，然后由讀盤機(jī) 11繼續(xù)尋找錯(cuò)誤扇區(qū)存儲(chǔ)器43中有無錯(cuò)誤扇區(qū)，直至沒有錯(cuò)誤扇區(qū)為止。圖13為本發(fā)明的第五具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該實(shí)施例與第一實(shí) 施例的區(qū)別在于信號(hào)處理環(huán)節(jié)包含多個(gè)可選算法48—1至48 —n。不同算 法在信號(hào)恢復(fù)能力，算法復(fù)雜度，及處理不同信號(hào)的能力等方面都會(huì)有 所不同。在信號(hào)處理過程中，根據(jù)記錄扇區(qū)轉(zhuǎn)換步驟中輸出的錯(cuò)誤數(shù)目， 如果發(fā)現(xiàn)某一光盤區(qū)域在某一信號(hào)處理算法下無法達(dá)到數(shù)據(jù)恢復(fù)要求 時(shí)，可以切換使用其他信號(hào)處理算法，直至達(dá)到數(shù)據(jù)恢復(fù)要求或最少的 錯(cuò)誤數(shù)目。圖14為圖2所示的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)的另外一種實(shí)現(xiàn)形式。在該實(shí) 施例中，解碼器39由硬件實(shí)現(xiàn)，通過主機(jī)接口，硬件解碼器39獲取來 自主機(jī)信號(hào)處理軟件49輸出的物理扇區(qū)數(shù)據(jù)，經(jīng)解碼輸出用戶數(shù)據(jù)。此 種結(jié)構(gòu)在硬件成本略有增加的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)硬件快速解碼，而信號(hào)處理 仍在主機(jī)內(nèi)通過有關(guān)的軟件49來完成，這樣易于實(shí)現(xiàn)經(jīng)優(yōu)化的信號(hào)處理 算法。此外，如果在讀盤機(jī)11或信號(hào)采集裝置12中加入硬件的信號(hào)處理 及解碼電路，對(duì)于可以硬件恢復(fù)數(shù)據(jù)的光盤區(qū)域采用硬件信號(hào)處理和解碼，僅對(duì)無法糾正誤碼的區(qū)域采用軟件形式的信號(hào)處理及解碼器。這樣 可以將硬件的高速度和軟件的優(yōu)化處理能力結(jié)合起來，達(dá)到更好的實(shí)用 效果。以上對(duì)本發(fā)明所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法及光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行 了詳細(xì)的說明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離權(quán)利要求的精神 和范圍的情況下對(duì)它進(jìn)行的各種顯而易見的改變都在本專利的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，基于讀盤機(jī)、信號(hào)采集裝置和主機(jī)實(shí)現(xiàn)，其特征在于包括如下步驟1)設(shè)定光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)參數(shù)；2)所述讀盤機(jī)根據(jù)所述恢復(fù)參數(shù)讀取光盤的指定區(qū)域，并對(duì)讀取的光盤信號(hào)進(jìn)行處理以得到扇區(qū)數(shù)據(jù)；3)保存所述扇區(qū)數(shù)據(jù)；4)檢測(cè)所述讀盤機(jī)獲得扇區(qū)數(shù)據(jù)的過程中產(chǎn)生錯(cuò)誤的數(shù)量，當(dāng)一定扇區(qū)內(nèi)的錯(cuò)誤數(shù)量超過閾值時(shí)，計(jì)算所述扇區(qū)對(duì)應(yīng)的光盤區(qū)域，并將該區(qū)域的位置存儲(chǔ)于錯(cuò)誤位置存儲(chǔ)器；5)待所述讀盤機(jī)讀取完光盤的指定區(qū)域后，如果所述錯(cuò)誤位置存儲(chǔ)器中沒有錯(cuò)誤區(qū)域的信息，則轉(zhuǎn)入步驟10；否則，從所述錯(cuò)誤位置存儲(chǔ)器中讀取一個(gè)錯(cuò)誤所在的光盤位置，并將其從所述錯(cuò)誤位置存儲(chǔ)器中去除；6)所述讀盤機(jī)重新讀取該錯(cuò)誤所在的光盤區(qū)域的光盤信號(hào)；7)所述信號(hào)采集裝置采集來自所述讀盤機(jī)的模擬高頻信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換之后存儲(chǔ)起來；8)在所述主機(jī)中，對(duì)于存儲(chǔ)起來的數(shù)字高頻信號(hào)進(jìn)行處理，獲得新的扇區(qū)數(shù)據(jù)；9)用步驟8輸出的新扇區(qū)數(shù)據(jù)取代已存儲(chǔ)的由讀盤機(jī)檢測(cè)得到的扇區(qū)號(hào)相同的扇區(qū)數(shù)據(jù)，并銜接為一個(gè)整體，然后轉(zhuǎn)至步驟5；10)將步驟9獲得的扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶數(shù)據(jù)，并通過文件系統(tǒng)生成步驟生成文件系統(tǒng)以對(duì)外輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，其特征在于 所述步驟8中，所述主機(jī)對(duì)數(shù)字高頻信號(hào)的處理包括均衡運(yùn)算步驟和檢測(cè)運(yùn)算步驟。
3. 如權(quán)利要求2所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，其特征在于所述步驟8中，所述主機(jī)對(duì)數(shù)字高頻信號(hào)的處理還包括解碼運(yùn)算 步驟。
4. 如權(quán)利要求2所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，其特征在于所述步驟8中的均衡運(yùn)算通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均衡算法實(shí)現(xiàn)。
5. 如權(quán)利要求2所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，其特征在于 所述步驟8中的均衡運(yùn)算通過多階Volterra均衡算法實(shí)現(xiàn)。
6. 如權(quán)利要求2所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，其特征在于 所述步驟8中的檢測(cè)運(yùn)算通過Viterbi檢測(cè)器算法實(shí)現(xiàn)。
7. 如權(quán)利要求1所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，其特征在于 在所述主機(jī)中內(nèi)置多個(gè)可選算法，在信號(hào)處理過程中，根據(jù)步驟4)中輸出的錯(cuò)誤數(shù)目，如果發(fā)現(xiàn)某一光盤區(qū)域在某一信號(hào)處理算法下無法 達(dá)到數(shù)據(jù)恢復(fù)要求時(shí)，可以切換使用其他信號(hào)處理算法，直至實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 恢復(fù)要求或最少的錯(cuò)誤數(shù)目。
8. 如權(quán)利要求1所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，其特征在于 在所述信號(hào)采集裝置為異步采樣時(shí)，在所述主機(jī)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步插值處理。
9. 一種光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)，包括讀盤機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1 所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，其特征在于所述光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)還包括信號(hào)采集裝置和主機(jī)，所述讀盤機(jī)與所述信號(hào)采集裝置和主機(jī)順次連接；所述主機(jī)包括硬盤存儲(chǔ)器和微處理器，該主機(jī)分別與所述信號(hào)采 集裝置和所述讀盤機(jī)相連接；所述主機(jī)中的微處理器通過所述硬盤存儲(chǔ)器獲得數(shù)字高頻信號(hào)， 進(jìn)行處理以輸出扇區(qū)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用于取代所述硬盤存儲(chǔ)器中由讀盤機(jī) 檢測(cè)得到的扇區(qū)號(hào)相同的扇區(qū)數(shù)據(jù)，然后將該扇區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文件系統(tǒng) 對(duì)外輸出。
10. 如權(quán)利要求9所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)，其特征在于 所述讀盤機(jī)由光盤驅(qū)動(dòng)器替代。
11. 如權(quán)利要求9所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)，其特征在于 所述主機(jī)中還包括用于獲取物理扇區(qū)數(shù)據(jù)的解碼器。
12. 如權(quán)利要求9所述的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)，其特征在于-所述信號(hào)采集裝置為輸出數(shù)字高頻信號(hào)和物理扇區(qū)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集/信號(hào)處理電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于實(shí)現(xiàn)光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)的方法，也公開了用于實(shí)現(xiàn)該光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法的光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)。該方法中，在舍棄實(shí)時(shí)性和隨機(jī)性要求的情況下，將信號(hào)處理部分做成軟件在主機(jī)上實(shí)現(xiàn)，從而易于實(shí)現(xiàn)更優(yōu)更復(fù)雜的信號(hào)處理算法，較硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法具有可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)和成本低的特點(diǎn)。本發(fā)明簡(jiǎn)化了對(duì)系統(tǒng)硬件的要求，降低光盤數(shù)據(jù)恢復(fù)工作的成本，可以有效解決離標(biāo)盤的數(shù)據(jù)恢復(fù)問題。
文檔編號(hào)G11B7/00GK101118771SQ200610089049
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者劉京春 申請(qǐng)人:劉京春