JPH0562365A - 磁気記録再生装置の復調方法 - Google Patents
磁気記録再生装置の復調方法Info
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- JPH0562365A JPH0562365A JP3222931A JP22293191A JPH0562365A JP H0562365 A JPH0562365 A JP H0562365A JP 3222931 A JP3222931 A JP 3222931A JP 22293191 A JP22293191 A JP 22293191A JP H0562365 A JPH0562365 A JP H0562365A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気記録再生装置の復調方法に関し、ニュー
ラル・ネットを用いて再生信号から直接、上位計算機に
戻せる復調データを信頼性良く得る磁気記録再生装置の
復調方法の提供を目的とする。 【構成】 上位計算機からのデータが磁気記録に適する
符号化されて記憶された磁気記録媒体からのあらゆるサ
ンプル値列に対応した符号化前データを出力するように
パーセプトロンを学習させる段階１と、シリアルな再生
信号を遅延要素列に入力して遅延量Ｔｄの時間間隔ずつ
ずれたＮ種類の信号に変換するデータ変換段階２と、こ
のＮ種類の信号をサンプル周期Ｔｓ＝Ｎ×Ｔｄで並列に
サンプリングしてパラレル信号を得るサンプリング段階
３と、得られたＮ個のサンプル値をパーセプトロンに入
力し，Ｍ個の出力素子の値を閾値と比較し，Ｎ個のサン
プルから成る入力データ列の状態を判断して，これに対
応する復調データを出力するデータ復調段階４とを備え
る磁気記録再生装置の復調方法である。
ラル・ネットを用いて再生信号から直接、上位計算機に
戻せる復調データを信頼性良く得る磁気記録再生装置の
復調方法の提供を目的とする。 【構成】 上位計算機からのデータが磁気記録に適する
符号化されて記憶された磁気記録媒体からのあらゆるサ
ンプル値列に対応した符号化前データを出力するように
パーセプトロンを学習させる段階１と、シリアルな再生
信号を遅延要素列に入力して遅延量Ｔｄの時間間隔ずつ
ずれたＮ種類の信号に変換するデータ変換段階２と、こ
のＮ種類の信号をサンプル周期Ｔｓ＝Ｎ×Ｔｄで並列に
サンプリングしてパラレル信号を得るサンプリング段階
３と、得られたＮ個のサンプル値をパーセプトロンに入
力し，Ｍ個の出力素子の値を閾値と比較し，Ｎ個のサン
プルから成る入力データ列の状態を判断して，これに対
応する復調データを出力するデータ復調段階４とを備え
る磁気記録再生装置の復調方法である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は記録媒体からの再生信号
を逐次復調する磁気記録再生装置の復調方法に関し、特
に、再生信号に或る規則性がある記録媒体からの再生信
号、例えば、磁気ディスク装置の再生信号の復調を、ニ
ューラル・ネットを用いて行う磁気記録再生装置の復調
方法に関する。
を逐次復調する磁気記録再生装置の復調方法に関し、特
に、再生信号に或る規則性がある記録媒体からの再生信
号、例えば、磁気ディスク装置の再生信号の復調を、ニ
ューラル・ネットを用いて行う磁気記録再生装置の復調
方法に関する。
【０００２】コンピュータシステムの高速化に伴い、外
部記憶装置としての磁気ディスク装置に対しても高速
化、大容量化が要求されている。このため、磁気ディス
ク装置の復調回路の扱う信号は周波数が高くなり、媒体
上の記録密度（ＢＰＩ）が上昇して信号品質が劣化して
しまう。従って、ヘッド−媒体系の改善ばかりでなく、
磁気ディスク装置からの再生信号の復調回路系における
信号品質の改善策が必要とされている。
部記憶装置としての磁気ディスク装置に対しても高速
化、大容量化が要求されている。このため、磁気ディス
ク装置の復調回路の扱う信号は周波数が高くなり、媒体
上の記録密度（ＢＰＩ）が上昇して信号品質が劣化して
しまう。従って、ヘッド−媒体系の改善ばかりでなく、
磁気ディスク装置からの再生信号の復調回路系における
信号品質の改善策が必要とされている。
【０００３】
【従来の技術】一般に、磁気ディスク装置は、上位の計
算機から送られてくるデータを磁気ディスクに記録する
が、実際には、記録時にこの送られてくるデータを磁気
記録に適するように並び変える符号化が行われ、その符
号化データが磁気ディスクに記録される。そして、磁気
ディスクから再生された信号の復調時には、まず、再生
信号から符号化されたデータを取り出し、これを復号し
て上位計算機に送り返せるデータに加工することが行わ
れている。
算機から送られてくるデータを磁気ディスクに記録する
が、実際には、記録時にこの送られてくるデータを磁気
記録に適するように並び変える符号化が行われ、その符
号化データが磁気ディスクに記録される。そして、磁気
ディスクから再生された信号の復調時には、まず、再生
信号から符号化されたデータを取り出し、これを復号し
て上位計算機に送り返せるデータに加工することが行わ
れている。
【０００４】図５はこのような磁気ディスク装置におけ
る復調回路の従来の構成を示すものである。磁気ヘッド
７０により再生された信号は、磁気ヘッド７０の近くに
配置されたプリアンプ７１により増幅された後、自動利
得制御回路(ＡＧＣ) ７２、波形等化回路７３、及び低
域通過フィルタ (ＬＰＦ）７４を通り、復調処置を行う
に当たって十分な振幅となってＰ点に到達する。
る復調回路の従来の構成を示すものである。磁気ヘッド
７０により再生された信号は、磁気ヘッド７０の近くに
配置されたプリアンプ７１により増幅された後、自動利
得制御回路(ＡＧＣ) ７２、波形等化回路７３、及び低
域通過フィルタ (ＬＰＦ）７４を通り、復調処置を行う
に当たって十分な振幅となってＰ点に到達する。
【０００５】Ｐ点においてこの信号は２つに分けられ、
一方は微分回路７５へ、他方はレベルスライス回路７７
へ導かれる。微分回路７５で微分された信号はＱ点を経
てゼロクロス検出回路７６へ入力され、微分波形のゼロ
クロス点に対応したゼロクロスパルスが生成される。そ
して、ゼロクロス検出回路７６からのバルスはＲ点を経
てゲート回路７８に入力される。他方、レベルスライス
回路７７に入力されたＰ点の出力は予め設定された所定
のスライスレベル電圧と比較され、信号波形がレベルス
ライス電圧を越えた時にレベルスライスゲートが開かれ
て、信号がレベルスライス回路７７からＳ点を経てゲー
ト回路７８に入力される。ゲート回路７８はゼロクロス
パルスとゲート信号により、再生信号のピークとは無関
係なパルスを除去し、プリアンプ７１から入力されるア
ナログ信号のピーク点に対応するパルス化データを発生
する。
一方は微分回路７５へ、他方はレベルスライス回路７７
へ導かれる。微分回路７５で微分された信号はＱ点を経
てゼロクロス検出回路７６へ入力され、微分波形のゼロ
クロス点に対応したゼロクロスパルスが生成される。そ
して、ゼロクロス検出回路７６からのバルスはＲ点を経
てゲート回路７８に入力される。他方、レベルスライス
回路７７に入力されたＰ点の出力は予め設定された所定
のスライスレベル電圧と比較され、信号波形がレベルス
ライス電圧を越えた時にレベルスライスゲートが開かれ
て、信号がレベルスライス回路７７からＳ点を経てゲー
ト回路７８に入力される。ゲート回路７８はゼロクロス
パルスとゲート信号により、再生信号のピークとは無関
係なパルスを除去し、プリアンプ７１から入力されるア
ナログ信号のピーク点に対応するパルス化データを発生
する。
【０００６】図６(a) 〜(e) は図５の従来の復調回路に
示した各点Ｐ〜Ｔにおける波形を示している。図６(a)
はＰ点におけるヘッド７０の再生波形信号であり、図６
(b)はＱ点における波形で、Ｐ点における波形の微分波
形である。従って、この波形には再生波形のピークとは
無関係なパルスが含まれる。また、図６(c) はＲ点にお
けるゼロクロス検出回路７６の出力波形で、Ｑ点におけ
る波形が零点を過ったときにハイレベル"H" になる信号
である。更に、図６(d) はＳ点におけるレベルスライス
回路７７の出力波形であり、レベルスライス回路７７に
設定されているスライスレベル電圧VHとVL (図６(a) に
示す) をＰ点における再生信号が越えたときにハイレベ
ル"H" になる。図６(e)はＴ点におけるゲート回路７８
からの出力波形を示しており、再生波形のピークとは無
関係のパルスが除去された復調データである。
示した各点Ｐ〜Ｔにおける波形を示している。図６(a)
はＰ点におけるヘッド７０の再生波形信号であり、図６
(b)はＱ点における波形で、Ｐ点における波形の微分波
形である。従って、この波形には再生波形のピークとは
無関係なパルスが含まれる。また、図６(c) はＲ点にお
けるゼロクロス検出回路７６の出力波形で、Ｑ点におけ
る波形が零点を過ったときにハイレベル"H" になる信号
である。更に、図６(d) はＳ点におけるレベルスライス
回路７７の出力波形であり、レベルスライス回路７７に
設定されているスライスレベル電圧VHとVL (図６(a) に
示す) をＰ点における再生信号が越えたときにハイレベ
ル"H" になる。図６(e)はＴ点におけるゲート回路７８
からの出力波形を示しており、再生波形のピークとは無
関係のパルスが除去された復調データである。
【０００７】このように、従来回路によれば、再生信号
のピークに対応したパルス化データを得ることができ
る。
のピークに対応したパルス化データを得ることができ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように構成された従来の復調回路では、記録データの
"1" に対応するピークの検出をレベルスライスと微分波
形のゼロクロス点検出とで行っている。従って、３ビッ
トパターンにおける中央のピークのように、波形を観察
した時、前後の関係からピークと予想されてもスライス
レベルを下回った場合ピークとしては認識されず復調誤
りとなってしまうことがあり、また、記録データの"0"
に対応する部分でもスライスレベルを越えることによ
り、ピークとして認識されてしまうという問題がある。
このように、従来の復調方法では、記録データの"0" に
対応する部分のレベルが記録データの"1" に対応するピ
ークのレベルを上回った場合、復調不可能になってしま
うのである。よって、更に高密度記録を行う場合には、
扱う信号の品質がますます劣化し、Ｓ／Ｎの低下や分解
能の低下を引き起こすことになる。
ように構成された従来の復調回路では、記録データの
"1" に対応するピークの検出をレベルスライスと微分波
形のゼロクロス点検出とで行っている。従って、３ビッ
トパターンにおける中央のピークのように、波形を観察
した時、前後の関係からピークと予想されてもスライス
レベルを下回った場合ピークとしては認識されず復調誤
りとなってしまうことがあり、また、記録データの"0"
に対応する部分でもスライスレベルを越えることによ
り、ピークとして認識されてしまうという問題がある。
このように、従来の復調方法では、記録データの"0" に
対応する部分のレベルが記録データの"1" に対応するピ
ークのレベルを上回った場合、復調不可能になってしま
うのである。よって、更に高密度記録を行う場合には、
扱う信号の品質がますます劣化し、Ｓ／Ｎの低下や分解
能の低下を引き起こすことになる。
【０００９】本発明は前記従来の磁気記録再生装置のよ
うに、再生信号にある規則性のある再生信号の復調方法
における問題点を解消し、再生信号中に従来のスライス
レベルを下回る"1" 信号や、スライスレベルを越える
"0" 信号が含まれる場合でも、"1" 信号は"1" として、
"0" 信号は"0" として復調し、更には、再生信号から直
接、上位計算機に戻せる復調データが得られる、信頼性
の高い磁気記録再生装置の復調方法を、ニューラル・ネ
ットを用いて提供することを目的としている。
うに、再生信号にある規則性のある再生信号の復調方法
における問題点を解消し、再生信号中に従来のスライス
レベルを下回る"1" 信号や、スライスレベルを越える
"0" 信号が含まれる場合でも、"1" 信号は"1" として、
"0" 信号は"0" として復調し、更には、再生信号から直
接、上位計算機に戻せる復調データが得られる、信頼性
の高い磁気記録再生装置の復調方法を、ニューラル・ネ
ットを用いて提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の磁気記録再生装置の復調方法の原理構成が第１図に
示される。第１図に示すように、本発明は、上位の計算
機からのデータを磁気記録に適した符号化を行って磁気
記憶媒体に記憶する磁気記録再生装置における、磁気記
録媒体より再生した信号から符号化前の上位計算機から
のデータを復調する方法であって、パーセプトロンの学
習段階１では、Ｎ個の入力素子とＬ個の隠れ素子，Ｍ個
の出力素子，及びこれらを結ぶ２段のニューロン層から
なるパーセプトロンに、磁気記録媒体からのあらゆるＮ
個のサンプル値に対応した符号化前のデータを出力する
ような学習が実行される。データ変換段階２では、前記
磁気記録媒体からのシリアルな再生信号が、直列に接続
したデータビット周期と同一、または短い遅延量Ｔｄを
持つＮ−１個の遅延要素列に入力され、前記再生信号が
遅延量Ｔｄの時間間隔ずつずれたＮ種類の信号に変換さ
れる。サンプリング段階３では、このＮ種類の信号に対
して、遅延量ＴｄのＮ倍のサンプル周期Ｔｓの並列なサ
ンプリングが行われてパラレル信号が得られる。そし
て、データ復調段階４では、得られたＮ個のサンプル値
が、前記パーセプトロンに入力され、Ｍ個の出力素子の
値が閾値と比較され、Ｎ個のサンプルから成る入力デー
タ列の状態が判断されてこれに対応する復調データが出
力される。
明の磁気記録再生装置の復調方法の原理構成が第１図に
示される。第１図に示すように、本発明は、上位の計算
機からのデータを磁気記録に適した符号化を行って磁気
記憶媒体に記憶する磁気記録再生装置における、磁気記
録媒体より再生した信号から符号化前の上位計算機から
のデータを復調する方法であって、パーセプトロンの学
習段階１では、Ｎ個の入力素子とＬ個の隠れ素子，Ｍ個
の出力素子，及びこれらを結ぶ２段のニューロン層から
なるパーセプトロンに、磁気記録媒体からのあらゆるＮ
個のサンプル値に対応した符号化前のデータを出力する
ような学習が実行される。データ変換段階２では、前記
磁気記録媒体からのシリアルな再生信号が、直列に接続
したデータビット周期と同一、または短い遅延量Ｔｄを
持つＮ−１個の遅延要素列に入力され、前記再生信号が
遅延量Ｔｄの時間間隔ずつずれたＮ種類の信号に変換さ
れる。サンプリング段階３では、このＮ種類の信号に対
して、遅延量ＴｄのＮ倍のサンプル周期Ｔｓの並列なサ
ンプリングが行われてパラレル信号が得られる。そし
て、データ復調段階４では、得られたＮ個のサンプル値
が、前記パーセプトロンに入力され、Ｍ個の出力素子の
値が閾値と比較され、Ｎ個のサンプルから成る入力デー
タ列の状態が判断されてこれに対応する復調データが出
力される。
【００１１】前述のパーセプトロンは、最適なニューロ
ン層の重みを磁気記録再生装置の出荷前に学習により記
憶手段に書き込み、稼働時にこの記憶手段から重みデー
タをニューロン層に与えることにより、復調が行われる
ようにする。なお、磁気記録再生装置の復調器は、装置
の稼働時、或いは時間間隔をおいて定期的に、複数の学
習パターンにより複数回ずつ学習を行い、この学習ルー
チンにより求められたニューロン層の重みデータで記憶
手段に記憶されたニューロン層の重みデータを書き換え
る形態でも良い。
ン層の重みを磁気記録再生装置の出荷前に学習により記
憶手段に書き込み、稼働時にこの記憶手段から重みデー
タをニューロン層に与えることにより、復調が行われる
ようにする。なお、磁気記録再生装置の復調器は、装置
の稼働時、或いは時間間隔をおいて定期的に、複数の学
習パターンにより複数回ずつ学習を行い、この学習ルー
チンにより求められたニューロン層の重みデータで記憶
手段に記憶されたニューロン層の重みデータを書き換え
る形態でも良い。
【００１２】
【作用】本発明の磁気記録再生装置の復調器によれば、
磁気記録再生装置からの再生信号は、データビット周期
と同一、または短い遅延量Ｔｄを持つＮ−１個の遅延要
素によって、遅延量Ｔｄの時間間隔ずつずれたＮ種類の
信号として出力され、この遅延量ＴｄのＮ倍のサンプル
周期Ｔｓで並列にサンプリングされてニューラルネット
に入力される。ニューラルネットには、予め再生信号の
データ列の状態に応じてこれを上位計算機からのデータ
に変換する学習パターンが記憶されており、ニューラル
ネットでは、入力されたＮ個のサンプルから成る入力デ
ータ列の状態を判断して、これに対応する復調データが
出力される。この時、複数の学習パターンにより複数回
ずつ学習が行われ、この学習ルーチンにより求められた
ニューロン層の重みデータを使用して復調が行われる。
磁気記録再生装置からの再生信号は、データビット周期
と同一、または短い遅延量Ｔｄを持つＮ−１個の遅延要
素によって、遅延量Ｔｄの時間間隔ずつずれたＮ種類の
信号として出力され、この遅延量ＴｄのＮ倍のサンプル
周期Ｔｓで並列にサンプリングされてニューラルネット
に入力される。ニューラルネットには、予め再生信号の
データ列の状態に応じてこれを上位計算機からのデータ
に変換する学習パターンが記憶されており、ニューラル
ネットでは、入力されたＮ個のサンプルから成る入力デ
ータ列の状態を判断して、これに対応する復調データが
出力される。この時、複数の学習パターンにより複数回
ずつ学習が行われ、この学習ルーチンにより求められた
ニューロン層の重みデータを使用して復調が行われる。
【００１３】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は本発明の磁気記録再生装置の復調器
の一実施例の構成を示すものである。本発明は、磁気記
録媒体からの再生信号から記録データの復調を行う磁気
記録再生装置の復調器であるが、以下には再生信号に正
負のピークが必ず交互に現れる磁気ディスク装置の再生
信号を例にとって以後説明する。なお、磁気ディスク装
置においては、前述のように、上位の計算機から送られ
てくるデータを磁気ディスクに記録する際に、上位の計
算機から送られてくるデータを磁気記録に適するように
並び変える符号化が行われ、その符号化データが磁気デ
ィスクに記録される。そして、磁気ディスクから再生さ
れた再生信号は、直接的には、この符号化されたデータ
に対応するものとする。
に説明する。図２は本発明の磁気記録再生装置の復調器
の一実施例の構成を示すものである。本発明は、磁気記
録媒体からの再生信号から記録データの復調を行う磁気
記録再生装置の復調器であるが、以下には再生信号に正
負のピークが必ず交互に現れる磁気ディスク装置の再生
信号を例にとって以後説明する。なお、磁気ディスク装
置においては、前述のように、上位の計算機から送られ
てくるデータを磁気ディスクに記録する際に、上位の計
算機から送られてくるデータを磁気記録に適するように
並び変える符号化が行われ、その符号化データが磁気デ
ィスクに記録される。そして、磁気ディスクから再生さ
れた再生信号は、直接的には、この符号化されたデータ
に対応するものとする。
【００１４】図２には、Ｎ個の連続したサンプル値を基
に復調を行う場合を示しており、磁気記録の特徴、およ
び使用する符号等の条件から得られる、Ｎ個の連続する
サンプル値が取り得る状態の総数がＭ個である場合を示
している。図において、２１は遅延要素列であり、遅延
時間τ＝Ｔd(Ｔd はデータ周期) を持つＮ−１個の遅延
素子から構成される。この遅延要素列２１に入力される
磁気ディスク装置（図示せず）からの再生信号は、互い
に遅延時間Ｔd だけ時間のずれたＮ−１個の信号に分け
られて遅延要素列２１から出力される。
に復調を行う場合を示しており、磁気記録の特徴、およ
び使用する符号等の条件から得られる、Ｎ個の連続する
サンプル値が取り得る状態の総数がＭ個である場合を示
している。図において、２１は遅延要素列であり、遅延
時間τ＝Ｔd(Ｔd はデータ周期) を持つＮ−１個の遅延
素子から構成される。この遅延要素列２１に入力される
磁気ディスク装置（図示せず）からの再生信号は、互い
に遅延時間Ｔd だけ時間のずれたＮ−１個の信号に分け
られて遅延要素列２１から出力される。
【００１５】再生信号と、互いに時間時間Ｔd だけ時間
のずれたＮ−１個の信号の合計Ｎ個の信号はＮ個のサン
プルとして、Ｎ個の入力素子２２と、Ｌ個の隠れ素子２
３と、Ｍ個の出力素子２４、及びこれらを結ぶ２段のニ
ューロン層２６、２７からなるパーセプトロン２０に入
力される。パーセプトロン２０の出力素子２４の数Ｍ
は、磁気記録媒体からの再生信号のＮ個のサンプル値の
取りうるパターンの数である。そして、パーセプトロン
は、以下に説明する学習により、あるデータパターンが
入力素子２２に入力された時に、それに対応する出力素
子２４に出力信号が出るように、各ニューロン層２６、
２７の重みが決定される。
のずれたＮ−１個の信号の合計Ｎ個の信号はＮ個のサン
プルとして、Ｎ個の入力素子２２と、Ｌ個の隠れ素子２
３と、Ｍ個の出力素子２４、及びこれらを結ぶ２段のニ
ューロン層２６、２７からなるパーセプトロン２０に入
力される。パーセプトロン２０の出力素子２４の数Ｍ
は、磁気記録媒体からの再生信号のＮ個のサンプル値の
取りうるパターンの数である。そして、パーセプトロン
は、以下に説明する学習により、あるデータパターンが
入力素子２２に入力された時に、それに対応する出力素
子２４に出力信号が出るように、各ニューロン層２６、
２７の重みが決定される。
【００１６】パーセプトロン２０の各ニューロン層２
６、２７は、それぞれＶij, Ｗijで表される重みを持
ち、隠れ素子２３、及び出力素子２４の値Ｙp Ｚq は次
の、式のようになる。 Ｙp ＝σ（ΣＷkp・Ｘk ） … Ｚq ＝σ（ΣＶpq・Ｙp ） … 但し、Σはｋ＝０〜Ｎまでの和をとり、０≦ｐ≦Ｌ, ０
≦ｑ≦Ｍであるものとする。そして、σ（Ｓ）は次式で
定義する。
６、２７は、それぞれＶij, Ｗijで表される重みを持
ち、隠れ素子２３、及び出力素子２４の値Ｙp Ｚq は次
の、式のようになる。 Ｙp ＝σ（ΣＷkp・Ｘk ） … Ｚq ＝σ（ΣＶpq・Ｙp ） … 但し、Σはｋ＝０〜Ｎまでの和をとり、０≦ｐ≦Ｌ, ０
≦ｑ≦Ｍであるものとする。そして、σ（Ｓ）は次式で
定義する。
【００１７】 σ（Ｓ）＝１／（１＋ｅｘｐ（−Ｓ）） … いま、学習パターンの集合をＸとし、パーセプトロンの
出力をｈ（Ｘ）、目標関数をｄ（Ｘ）とすれば、それぞ
れは次のように表される。 ｈ（Ｘ）＝（ｈ0(Ｘ),ｈ1(Ｘ),ｈ2(Ｘ),…ｈq （Ｘ),…ｈM （Ｘ)) … ｄ（Ｘ）＝（ｄ0(Ｘ),ｄ1(Ｘ),ｄ2(Ｘ),…ｄq （Ｘ),…ｄM （Ｘ)) … 但し、ｈq （Ｘ) ＝Ｚq であり、次の, ´式のよう
に、目標関数ｄq （Ｘ）は、Ｘの学習パターンのうち、
ｑの学習パターンについては、"1" を、その他の学習パ
ターンのときは"0" を出力するものとする。
出力をｈ（Ｘ）、目標関数をｄ（Ｘ）とすれば、それぞ
れは次のように表される。 ｈ（Ｘ）＝（ｈ0(Ｘ),ｈ1(Ｘ),ｈ2(Ｘ),…ｈq （Ｘ),…ｈM （Ｘ)) … ｄ（Ｘ）＝（ｄ0(Ｘ),ｄ1(Ｘ),ｄ2(Ｘ),…ｄq （Ｘ),…ｄM （Ｘ)) … 但し、ｈq （Ｘ) ＝Ｚq であり、次の, ´式のよう
に、目標関数ｄq （Ｘ）は、Ｘの学習パターンのうち、
ｑの学習パターンについては、"1" を、その他の学習パ
ターンのときは"0" を出力するものとする。
【００１８】 ｄq （Ｘ) ＝ １（ｑの学習パターンのとき) … ｄq （Ｘ) ＝ ０（その他の学習パターンのとき) … ´ また、学習パターンＸを与えたときの隠れ素子２３の状
態をｆ（Ｘ）とし、次の式で表す。 ｆ（Ｘ）＝（ｆ0(Ｘ),ｆ1(Ｘ),ｆ2(Ｘ),…ｆp （Ｘ),…ｆL （Ｘ)) … 以上をもとに、｛ｈ（Ｘ）−ｄ（Ｘ）｝2 が最小になる
ように、隠れ素子２３と出力素子２４間のニューロン層
２７の重みＶpq, 及び入力素子２２と隠れ素子２３間の
ニューロン層２６の重みＷkpを決定する手順を図３に示
す。
態をｆ（Ｘ）とし、次の式で表す。 ｆ（Ｘ）＝（ｆ0(Ｘ),ｆ1(Ｘ),ｆ2(Ｘ),…ｆp （Ｘ),…ｆL （Ｘ)) … 以上をもとに、｛ｈ（Ｘ）−ｄ（Ｘ）｝2 が最小になる
ように、隠れ素子２３と出力素子２４間のニューロン層
２７の重みＶpq, 及び入力素子２２と隠れ素子２３間の
ニューロン層２６の重みＷkpを決定する手順を図３に示
す。
【００１９】ステップ301 ではニューロン層２７の重み
Ｖpqとニューロン層２６の重みＷkpとを任意に定める。
次いで、ステップ302 において、式、 Ｖpq＝Ｖpq−ΔΣδ2q(X) ・fp(X) を用いてｐ＝０，１，２，…，Ｌ、ｑ＝０，１，２，
…，Ｍについて隠れ素子２３と出力素子２４間の重みＶ
pqを更新し、続いてステップ303 において、式、 Ｗkp＝Ｗkp−ΔΣδ1p(X) ・Ｘ を用いてｋ＝０，１，２，…，Ｎ、ｐ＝０，１，２，
…，Ｌについて隠れ素子２３と入力素子２２間の重みＷ
kpを更新する。ただし、上式において、δ1p(X) とδ2q
(X) は次式, で表され、Σはｑ＝０〜Ｍの和をとる
ものとする。
Ｖpqとニューロン層２６の重みＷkpとを任意に定める。
次いで、ステップ302 において、式、 Ｖpq＝Ｖpq−ΔΣδ2q(X) ・fp(X) を用いてｐ＝０，１，２，…，Ｌ、ｑ＝０，１，２，
…，Ｍについて隠れ素子２３と出力素子２４間の重みＶ
pqを更新し、続いてステップ303 において、式、 Ｗkp＝Ｗkp−ΔΣδ1p(X) ・Ｘ を用いてｋ＝０，１，２，…，Ｎ、ｐ＝０，１，２，
…，Ｌについて隠れ素子２３と入力素子２２間の重みＷ
kpを更新する。ただし、上式において、δ1p(X) とδ2q
(X) は次式, で表され、Σはｑ＝０〜Ｍの和をとる
ものとする。
【００２０】 δ1p(X) ＝｛Σδ2q(X) ・Ｖpq｝・fp(X) ・(1−fp(X)) … δ2q(X) ＝｛ｈq(X)−ｄq(X)｝ｈq(X)・(1−ｈq(X)) … 続くステップ304 では誤差｛ｈ（Ｘ）−ｄ（Ｘ）｝2 が
十分小さいか否かが判定され、小さくない時(NO)はステ
ップ302 に戻ってステップ302, 303を繰り返し、十分小
さい時(YES)はステップ305 にてこのルーチンを終了す
る。
十分小さいか否かが判定され、小さくない時(NO)はステ
ップ302 に戻ってステップ302, 303を繰り返し、十分小
さい時(YES)はステップ305 にてこのルーチンを終了す
る。
【００２１】このようにして、以上の実施例ではＮ個の
サンプル値のあるパターンがパーセプトロン２０に入力
された時に、そのパターンに１対１に対応した出力素子
２４に出力が出るようにニューロン層２６とニューロン
層２７の最適な重みＷkpとＶpqを学習によって求める。
最適なニューロン層２６，２７の重みＷkpとＶpqは磁気
記録再生装置の出荷前に学習により決定してＲＯＭに記
憶させておき、稼働時にこのＲＯＭから重みデータをニ
ューロン層２６，２７にそれぞれ与えるようにする。
サンプル値のあるパターンがパーセプトロン２０に入力
された時に、そのパターンに１対１に対応した出力素子
２４に出力が出るようにニューロン層２６とニューロン
層２７の最適な重みＷkpとＶpqを学習によって求める。
最適なニューロン層２６，２７の重みＷkpとＶpqは磁気
記録再生装置の出荷前に学習により決定してＲＯＭに記
憶させておき、稼働時にこのＲＯＭから重みデータをニ
ューロン層２６，２７にそれぞれ与えるようにする。
【００２２】前述のニューロン層２６とニューロン層２
７に与える学習パターンは、磁気ディスクの磁化状態に
応じて再生されたデータから、一挙に上位の計算機から
のデータを復号するようにする。この学習について図４
を用いて説明する。例えば、上位の計算機から与えられ
るデータが“１０１０１１”であったとし、このデータ
が、符号機４１によって磁気記録に適したデータ“１０
０１０１”に変換されて磁気ディスク４２に記録された
とする。この場合、磁気ディスク４２からのヘッド４３
による再生信号は波形４４で示されるような形となる。
従来はこの波形４４を復調して磁気記録に適したデータ
“１００１０１”を求め、これを復号器４５を用いて上
位の計算機から与えられるシリアルデータのパラレル変
換データ“１０１０１１”を得ていたが、本発明では、
この波形４４に対して、ニューロン層２６とニューロン
層２７に与える学習パターンにより、磁気記録に適した
データ“１００１０１”を求めることなく、一挙に上位
の計算機から与えられるシリアルデータのパラレル変換
データ“１０１０１１”を求めるようにしている。
７に与える学習パターンは、磁気ディスクの磁化状態に
応じて再生されたデータから、一挙に上位の計算機から
のデータを復号するようにする。この学習について図４
を用いて説明する。例えば、上位の計算機から与えられ
るデータが“１０１０１１”であったとし、このデータ
が、符号機４１によって磁気記録に適したデータ“１０
０１０１”に変換されて磁気ディスク４２に記録された
とする。この場合、磁気ディスク４２からのヘッド４３
による再生信号は波形４４で示されるような形となる。
従来はこの波形４４を復調して磁気記録に適したデータ
“１００１０１”を求め、これを復号器４５を用いて上
位の計算機から与えられるシリアルデータのパラレル変
換データ“１０１０１１”を得ていたが、本発明では、
この波形４４に対して、ニューロン層２６とニューロン
層２７に与える学習パターンにより、磁気記録に適した
データ“１００１０１”を求めることなく、一挙に上位
の計算機から与えられるシリアルデータのパラレル変換
データ“１０１０１１”を求めるようにしている。
【００２３】このように、パーセプトロン２０の出力素
子２４から入力データパターンに１対１に対応する上位
の計算機から与えられるシリアルデータのパラレル変換
データの出力が出るので、出力素子２４にはパラレル−
シリアル変換回路２５を接続しておけば、復号器を用い
ることなく上位の計算機から与えられたシリアルデータ
を復調データとして得ることができる。
子２４から入力データパターンに１対１に対応する上位
の計算機から与えられるシリアルデータのパラレル変換
データの出力が出るので、出力素子２４にはパラレル−
シリアル変換回路２５を接続しておけば、復号器を用い
ることなく上位の計算機から与えられたシリアルデータ
を復調データとして得ることができる。
【００２４】なお、パーセプトロン２０のニューロン層
２６，２７の重みＷkpとＶpqの学習による決定は、磁気
記録再生装置の出荷前に行うのみでなく、装置の稼働
時、或いは時間間隔をおいて定期的に、複数の学習パタ
ーンにより複数回ずつ学習を行い、この学習ルーチンに
より求められたニューロン層の重みデータでＲＡＭ等に
記憶されたニューロン層の重みデータを書き換えるよう
にしても良い。
２６，２７の重みＷkpとＶpqの学習による決定は、磁気
記録再生装置の出荷前に行うのみでなく、装置の稼働
時、或いは時間間隔をおいて定期的に、複数の学習パタ
ーンにより複数回ずつ学習を行い、この学習ルーチンに
より求められたニューロン層の重みデータでＲＡＭ等に
記憶されたニューロン層の重みデータを書き換えるよう
にしても良い。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば磁
気記録媒体からの再生信号が、高密度記録により分解能
が低下したり、ノイズにより信号が劣化しても、データ
の復調が復号器を用いることなく可能であり，磁気ディ
スク装置の信頼性向上に寄与するところが大きい。
気記録媒体からの再生信号が、高密度記録により分解能
が低下したり、ノイズにより信号が劣化しても、データ
の復調が復号器を用いることなく可能であり，磁気ディ
スク装置の信頼性向上に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の磁気記録再生装置の復調方法を示す原
理構成図である。
理構成図である。
【図２】本発明の磁気記録再生装置の復調方法に使用す
るニューラル・ネットの一実施例の構成を示す構成図で
ある。
るニューラル・ネットの一実施例の構成を示す構成図で
ある。
【図３】図２の磁気記録再生装置の復調器の動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】本発明のニューラル・ネットの動作を説明する
説明図である。
説明図である。
【図５】従来の磁気ディスク装置の復調回路図である。
【図６】従来の図６の回路の各部の動作波形を示す波形
図である。
図である。
２０…パーセプトロン ２１…遅延要素列 ２２…入力素子 ２３…隠れ素子 ２４…出力素子 ２５…パラレル−シリアル変換回路 ２６…ニューロン層 ２７…ニューロン層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 武典 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 上位の計算機からのデータを磁気記録に
適した符号化を行って磁気記憶媒体に記憶する磁気記録
再生装置において、磁気記録媒体より再生した信号から
符号化前の上位計算機からのデータを復調する方法であ
って、 Ｎ個の入力素子とＬ個の隠れ素子，Ｍ個の出力素子，及
びこれらを結ぶ２段のニューロン層からなるパーセプト
ロンに、磁気記録媒体からのあらゆるＮ個のサンプル値
に対応した符号化前のデータを出力するように学習させ
るパーセプトロンの学習段階(1) と、 前記磁気記録媒体からのシリアルな再生信号を、直列に
接続したデータビット周期と同一、または短い遅延量Ｔ
ｄを持つＮ−１個の遅延要素列に入力し、前記再生信号
を遅延量Ｔｄの時間間隔ずつずれたＮ種類の信号に変換
するデータ変換段階(2) と、 このＮ種類の信号を遅延量ＴｄのＮ倍のサンプル周期Ｔ
ｓで並列にサンプリングしてパラレル信号を得るサンプ
リング段階(3) と、 得られたＮ個のサンプル値を、前記パーセプトロンに入
力し，Ｍ個の出力素子の値を閾値と比較し，Ｎ個のサン
プルから成る入力データ列の状態を判断して，これに対
応する復調データを出力するデータ復調段階(4) と、 を備えることを特徴とする磁気記録再生装置の復調方
法。 - 【請求項２】 前記パーセプトロンの出力素子の数Ｍが
入力素子の数Ｎと等しく設定されており、入力素子に入
力したサンプル値と１対１に対応する出力がこの出力素
子が出力され、このＮ個の復調データ列が前記サンプル
周期Ｔｓでパラレル─シリアル変換されて出力されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置の復
調方法。 - 【請求項３】 前記パーセプトロンの出力素子の数Ｍ
が、入力素子の数Ｎを使用する符号のコードレート数Ｃ
r 倍した数だけあり、再生信号の復調と復号が同時に行
われ、これがパラレル─シリアル変換されて出力される
ことを特徴とする第１項記載の復調方法。 - 【請求項４】 最適なニューロン層の重みを磁気記録再
生装置の出荷前に学習により記憶手段に書き込み、稼働
時にこの記憶手段から重みデータを前記ニューロン層に
与えることにより、復調を行うことを特徴とする請求項
１から３のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置の復
調方法。 - 【請求項５】 装置の稼働時、或いは時間間隔をおいて
定期的に、複数の学習パターンにより複数回ずつ学習を
行い、この学習ルーチンにより求められたニューロン層
の重みデータで記憶手段に記憶されたニューロン層の重
みデータを書き換えることを特徴とする請求項１から４
の何れか１項に記載の磁気記録再生装置の復調方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222931A JPH0562365A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 磁気記録再生装置の復調方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222931A JPH0562365A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 磁気記録再生装置の復調方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562365A true JPH0562365A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16790115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3222931A Withdrawn JPH0562365A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 磁気記録再生装置の復調方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0562365A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0752702A1 (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-08 | Hewlett-Packard Company | Artificial neural network read channel |
| US6335913B1 (en) | 1998-03-20 | 2002-01-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Disk memory device and disk read-out signal processor |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP3222931A patent/JPH0562365A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0752702A1 (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-08 | Hewlett-Packard Company | Artificial neural network read channel |
| US6335913B1 (en) | 1998-03-20 | 2002-01-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Disk memory device and disk read-out signal processor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |