[发明专利]光盘数据恢复方法及光盘数据恢复系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于恢复受损的光盘数据的方法，也涉及用于实现该光盘数据恢复方法的系统，属于光盘存储技术领域。 

背景技术

光存储是继磁记录技术之后兴起的重要信息存储技术。近年来，光存储不仅在技术上取得了重大突破，在商业性规模生产方面也获得了巨大成功，已成为一个引人注目的高科技产业。以光盘为代表的数字式数据存储媒体已是当代信息社会中不可缺少的信息载体，广泛应用于信息发行，数据备份等领域。 

图1显示了现有的光盘驱动器读取光盘信息的过程。在光盘1旋转过程中，光学头2将激光聚焦在光盘记录层，由于光盘记录层物理特性的变化，反射回光学头的激光光强受到调制，光学头将这种光强调制信号转化为电信号，即模拟高频信号，模拟高频信号输入到放大器3，经放大器3放大后的信号通过模数转换器4采样并生成数字的高频信号，数字高频信号一方面传递给锁相环5，锁相环5根据输入的数字高频信号生成与模拟高频信号同步的锁相时钟信号，作为模数转换器4的采样时钟，另一方面，数字高频信号通过信号处理模块6转换为物理扇区数据(如DVD中的Physical sector)，信号处理模块6通常包括均衡器和二值化检测(如PRML检测)，如果数字高频信号是通过非同步采样得到的，则信号处理模块6中还应包括插值算法。随后，物理扇区数据转换器7对物理扇区数据做去格式处理和调制码解调等处理以得到记录扇区(如DVD中的Recording frame)数据。最后，记录扇区数据通过记录扇区数据转换器8得到用户扇区(如DVD中的Data frame)数据，即用户数据，其中，记录扇区数据转换器8具有检错纠错，解交错或解扰频等处理。记录扇区数据转换器8还可输出检错数据(如DVD中的PI错误等)。 

光盘能够记录信息的关键在于光盘信息层的物理特性，这些物理特性包括坑岸(只读类光盘)、介质颜色、折射率等(可写类光盘)，它们可以将信息以一定的物理形式记录下来。光盘驱动器等光盘读取设备通过检测光盘记录层的物理变化就可以读取出已记录的用户数据。但是，由于光盘盘基材料会随时间推移而老化，同样，可写入光盘的记录介质的性质也会随时间而变化，这些都会导致光盘信息层的物理特性发生变化，从而使光盘读出信号的信噪比随时间降低，直至光盘信号因偏离标准过多，无法在普通驱动器中读出，从而丢失大量数据。 

光盘作为数字信息载体己存在了20多年，随着时间的推移，这一问题会更加突出。为此，人们已经研发出了多种实用化的光盘数据恢复技术。例如公开号为CN1645501的中国发明专利申请公开了一种用于恢复光盘信号的系统及其方法。通过该系统和方法恢复从光盘上用光学方法拾取的射频信号。所述恢复系统包括限幅器、锁相环、锁存电路、3T校正电路和解调器。特别的是，所述3T校正电路包括扩展存储装置、长度测量装置、相位检测器和扩展确定器，所述3T校正电路校正从所述扩展存储装置输出的数据。在所述恢复方法中，检测用于确定校正的需要和校正的方向所需的数据，执行用于选择无校正、双向校正、正向校正和反向校正的多个步骤，从而依照所述高射频信号的条件来校正所述高射频信号。 

在目前所使用的光盘数据恢复方案中，已经开始采用非线性均衡器来替代常规的线性均衡器，以提高信号的恢复能力。另外，神经网络等非线性均衡方法也以其优秀的信号处理能力逐渐引起光盘存储领域的关注。但是，非线性均衡器具有计算量庞大的缺点。线性均衡器的乘法器数量随均衡器长度的增长线性增加，而非线性均衡器的乘法器数量随均衡器长度的增长以n次方方式增加(n是大于1的整数)。如此规模的运算量将会极大地增加硬件规模，提高生产成本，甚至无法真正实现。因此，如果要使用非线性均衡算法进行光盘数据恢复，那么单纯依赖于硬件的解决方案会受到技术和经济两方面的制约，无法充分满足广大光盘使用者的实际需求。 

另外，普通光盘驱动器的设计目标应是读取符合标准规定的光盘，这样可以兼顾数据恢复能力和生产成本。对于因信号质量降低而偏离标准的光盘(下面简称“离标盘”)，如果需要恢复其数据，应采用专用的光盘数据恢复设备。将这两种市场方向不同的光盘读取设备分开，是解决光盘数据恢复问题的合理途径。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有光盘数据恢复解决方案的不足，并结合离标盘本身的特点，提供一种新的光盘数据恢复方法。该方法采用经过优化的信号处理方案，可以简化对系统硬件的要求，降低光盘数据恢复工作的成本。