CN101193247B - 全像光学储存系统中侦测与补偿损坏像素的方法 - Google Patents

Abstract

一种全像光学储存系统中侦测损坏像素的方法，包括：提供多数幅影像信息依序显示于一资料平面上，资料平面中的每个像素皆会显示一亮一暗的二种状态；依序将该些幅影像信息记录于一储存媒介中；利用一光侦测装置接收记录于储存媒介中的幅影像信息，使得光侦测装置中的每一个像素皆可接收到亮暗的二种状态使得每一个相素皆可以相对应的产生大小不同的光感测信号；分别将两光感测信号进行相减并获得一光感测信号差值；将光感测信号差值与一临限值进行比较；当光感测信号差值大于临限值时，定义相对应的像素为无损坏；以及，当光感测信号差值小于临限值时，定义相对应的像素为一损坏像素。

Description

全像光学储存系统中侦测与补偿损坏像素的方法

技术领域

本发明是有关于一种全像光学储存系统(Hologram Optical StorageSystem)，且特别是有关于全像光学储存系统中侦测与补偿损坏像素的方法。

背景技术

请参照图1，其所绘示为全像光学储存系统示意图。一般来说，全像光学储存系统100是由信号光束(Signal Beam)12、资料平面(DataPlane)14、参考光束(Reference Beam)16、储存媒介(Storage Medium)18、资料光束(Data Beam)20、以及光侦测装置(Detecting Apparatus)20所组成。

利用一光源，例如激光光源，经分光器(未绘示)分成二道光束。其中一道光束照射于一资料平面14后即成为一信号光束12，也就是说信号光束12中包有资料平面上14所呈现的一幅(Frame)影像信息。而另一道光束即为参考光束16。当信号光束12以及参考光束16同时聚焦于储存媒介18时，信号光束12与参考光束16所产生的干涉条纹会形成于一焦点24上，而干涉条纹可视为一光栅(Grating)。之后，当储存媒介18仅由参考光束16照射时，在原信号光束12的延伸方向(亦即，信号光束的出射角)会输出一资料光束20。而在资料光束20前进的方向上放置光侦测装置20，即可以获得原资料平面14上的该幅影像信息。一般来说，储存媒介18是为光聚合物(Photopolymer)。

也就是说，利用全像光学储存系统100将资料写入储存媒介18时，控制电路(未绘示)会先将原始资料进行编码并且加入资料校正码(Correction Code)之后转换为一幅影像信息并显示于资料平面14上，当光束照射于资料平面14后即成为一信号光束12。之后，同时将信号光束12以及参考光束16照射所形成具有干涉条纹的焦点24记录于储存媒介18中，即完成资料的写入。而利用上述的方式，全像光学储存系统100的控制电路可以将大量的原始资料转换成多幅影像信息并依序记录在储存媒介18的不同区域，因此可大幅提升储存媒介18的记录容量。

而利用全像光学储存系统100读取资料时，仅需利用参考光束16聚焦于储存媒介18的焦点24，即可在原信号光束12的延伸方向会产生资料光束20，并利用光侦测装置20即可使得原资料平面14上的该幅影像信息投影至光侦测装置20上，当光侦测装置还原此幅影像信息后，即可经由控制电路进行译码并还原成原始资料。而全像光学储存系统100的控制电路还可以依序读取记录在储存媒介18不同区域的多幅影像信息并经过译码校正的过程后回复该大量的原始资料。

由上述可知，写入式(Recording)的全像光学储存系统至少需具备激光光源、资料平面14、以及储存媒介18。反之，只读式(Read Only)的全像光学储存系统至少需具备激光光源、储存媒介18、以及光侦测装置20。而读写式的全像光学储存系统则需具备激光光源、资料平面14、储存媒介18、以及光侦测装置22。

一般来说，资料平面14即所谓的空间光调变器(Spatial LightModulator，简称SLM)，其可为数字微型反射镜数组(Digital Micro-mirrorDevice，简称DMD)或液晶面板(Liquid Crystal Display，简称LCD)。不论是数字微型反射镜数组或者是液晶面板皆是由多个显示单元排列成数组(Array)的形式，并根据所有的显示单元的亮暗影像组合中后，呈现出一幅影像信息，一般而言，每个显示单元皆可称为像素(Pixel)。而光侦测装置20是为电荷耦合组件(Charge-Coupled Device，简称CCD)或者互补金氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)。同理，不论是电荷耦合组件或者是互补金氧化物半导体皆是由多个光感测单元排列成数组的形式，用以接收资料平面14上显示单元所呈现出的该幅影像信息，而每个光感测单元也可称中为像素(Pixel)。

再者，当资料光束20上的影像信息投射至光侦测装置22时，光侦测装置22上的每个像素会根据接收的光强度(Intensity)转换为光感测信号并且输出，而后续的控制电路(未绘示)会根据光感测信号的大小来决定每个像素所接收的光强度代表“亮”或者“暗”。当控制电路确定光侦测装置22每个像素的“亮”或者“暗”(也就是影像信息的重建)后，控制电路即会将此幅影像信息进行译码与资料校正的动作并且还原为原资料。

众所周知，资料平面14上以及光侦测装置20上的像素有可能会损坏。当资料平面14或者光侦测装置20上的像素损坏时，皆会使得光侦测装置20输出的光感测信号无法进行辨识，使得全像光学储存系统的资料读写错误率提高，因此，如何侦测全像光学储存系统中的损坏像素并且补偿损坏像素将是本发明的重点。

发明内容

本发明的目的是提出一种全像光学系统中侦测损坏像素的方法，包括下列步骤：提供多幅影像信息依序显示于一资料平面上，使得该资料平面中的每个像素皆会显示一亮以及一暗的二种状态；依序将该资料平面上的所述幅影像信息记录于一储存媒介中；利用一光侦测装置依序接收记录于该储存媒介中的所述幅影像信息，使得该光侦测装置中的每一个像素皆可接收到该亮以及该暗的二种状态并使得每一个相素皆可以相对应的产生大小不同的光感测信号；分别将每个像素所依序产生大小不同的光感测信号进行相减并获得一光感测信号差值；将该光感测信号差值与一临限值进行比较；当该光感测信号差值大于该临限值时，定义该相对应的像素为无损坏；以及，当该光感测信号差值小于该临限值时，定义该相对应的像素为一损坏像素。

再者，本发明的另一目的是提出一种全像光学系统中补偿像素的方法，运用于一资料平面的一区域中已知的一亮状态会出现一第一数目与一暗状态会出现一第二数目，包括下列步骤：计算一光侦测装置上相对于该资料平面该区域上所有像素产生的一亮状态数目总合；计算该光侦测装置上相对于该资料平面该区域上所有像素所产生一暗状态数目总合；当该第一数目与该亮状态数目总合相等且该第二数目与该暗状态数目总合不相等时，定义一损坏像素输出该暗状态；以及，当该第一数目与该亮状态数目总合不相等且该第二数目与该暗状态数目总合相等时，定义该损坏像素输出该亮状态。

再者，本发明的另一目的是提出一种全像光学系统中侦测损坏像素与补偿像素的方法的方法，运用于一资料平面的一区域中已知的一亮状态会出现一第一数目，包括下列步骤：提供多幅影像信息依序显示于该资料平面上，使得该资料平面中的每个像素皆会显示该亮以及该暗的二种状态；依序将该资料平面上的所述幅影像信息记录于一储存媒介中；利用一光侦测装置依序接收记录于该储存媒介中的所述幅影像信息，使得该光侦测装置中的每一个像素皆可接收到该亮以及该暗的二种状态并使得每一个相素皆可以相对应的产生大小不同的光感测信号；分别将每个像素所依序产生大小不同的光感测信号进行相减并获得一光感测信号差值；当该光感测信号差值小于该临限值时，定义该相对应的像素为一损坏像素；当该损坏像素位于相对应于该资料平面的该区域上时，计算该光侦测装置上相对于该资料平面该区域上所有像素产生的一亮状态数目总合；当该第一数目与该亮状态数目总合不相等时，定义一损坏像素输出该亮状态；以及，当该第一数目与该亮状态数目总合相等时，定义该损坏像素输出该暗状态。

附图说明

为了使审查员能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附的附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制，其中：

图1所绘示为全像光学储存系统示意图。

图2所绘示为本发明全像光学储存系统中侦测损坏像素的方法流程图。

图3所绘示为本发明全像光学储存系统确认光侦测装置或者资料平面上损坏像素的方法流程图。

图4所绘示为本发明补偿损坏像素的示意图。

具体实施方式

请参照图2，其所绘示为本发明全像光学储存系统中侦测损坏像素的方法流程图。首先，提供多幅影像信息依序显示于资料平面上，使得资料平面中的每个像素皆会显示“亮”以及“暗”的二种状态(步骤10)。接着，依序将资料平面上的所述幅影像信息记录于储存媒介中(步骤20)。接着，利用光侦测装置依序接收记录于储存媒介中的所述幅影像信息，因此光侦测装置中的每一个像素皆可接收到“亮”以及“暗”的光强度使得每一个相素皆可以相对应的产生大小不同的光感测信号(步骤30)。接着，分别将每个像素所依序产生大小不同的光感测信号进行相减并获得一光感测信号差值(步骤40)。将光感测信号差值与一临限值(Threshold)进行比较(步骤50)，当光感测信号差值大于该临限值时，代表该像素无损坏(步骤60)；当光感测信号差值小于该临限值时，则定义相对应的像素为损坏像素(步骤70)。

根据本发明的实施例，全像光学储存系统可以根据光侦测装置上的像素所产生的光感测信号来决定该像素是否为损坏像素。举例来说，当光侦测装置上的像素为损坏像素时，不论其接收的光强度为“亮”或者“暗”的状态，像素输出的光感测信号并不会改变，使得光感测信号差值会小于该临限值，而定义出该损坏像素。反之，当光侦测装置上的像素为可根据光强度为“亮”或者“暗”的状态输出的大小不同的光感测信号，使得光感测信号差值会大于该临限值。

再者，光侦测装置上的像素有可能并未损坏而是资料平面上的像素损坏，在此情形也会使得读取资料时产生错误。因此利用本发明所提出的方式也可以找出损坏的像素。举例来，当资料平面上的像素为损坏像素时，不论其发射的光强度为“亮”或者“暗”的状态，储存于储存媒介时并没有差异，使得读取时光侦测装置的像素无法产生大小不同的光感测信号，因此光感测信号差值会小于该临限值，而定义出该像素为损坏像素。反之，当资料平面上的像素无损坏时，在读取时光侦测装置的像素可以产生大小不同的光感测信号，因此光感测信号差值会大于该临限值。

而为了要侦测出损坏的像素为资料平面上的像素或者光感测单元的像素时，如图3所绘示，使用者可将全像光学储存系统中的储存媒介移除，使得一全亮的激光束直接照射于该光侦测装置(步骤75)并判断光侦测装置的像素所输出的光感测信号(步骤80)，当该像素可输出一较大的光感测信号时，代表光感测装置上的像素正常，此时代表资料平面上的像素损坏(步骤90)；反之，当该像素无法输出一较大的光感测信号时，代表光感测装置上的像素损坏(步骤95)。

因此，根据本发明的实施例，全像光学储存系统的控制电路会先利用光侦测装置上分别的像素输出的光感测信号进行像素的损坏侦测。也就是利用分别像素输出的大小不同的光感测信号进行相减产生一光感测信号差值，并以光感测信号差值与一临限值进行比对即可以获得像素是否有损坏。当确定像素确实损坏时，再进一步确认损坏的像素系为资料平面上的像素或者光感测单元的像素。再者，本发明实施例提出以一全亮的激光束直接照射该光侦测装置(步骤75)用以进一步确认损坏的像素是为资料平面上的像素或者光感测单元的像素。当然，本发明也可以用一全暗的激光束(亦即，不发射激光束)直接照射该光侦测装置用也可以根据像素输出的光感测信号来以进一步确认损坏的像素是为资料平面上的像素或者光感测单元的像素。或者，本发明也可以用一全亮的激光束与一全暗的激光束交互照射该光侦测装置用也可以根据像素输出的光感测信号的状况来以确认损坏的像素是为资料平面上的像素或者光感测单元的像素。

再者，当损坏的像素被侦测出来之后，由于控制电路已经记载了损坏像素的位置，因此控制电路进行一幅影像信息的译码与资料校正的能力也可以有效提升。请参照图4，其所绘示为本发明补偿损坏像素的示意图。一般来说，在资料形成一幅影像信息的编码过程，为了能够使得影像信息正确的被译码，一幅影像信息可被划分为多个区域(Region)，而每个区域中“亮”以及“暗”像素的数目要先预知，一般都是设计在“亮”以及“暗”像素数目一样多。

以图4来做进一步的说明，假设经过本发明所揭露侦测损坏像素的方法后，已经确认某一特定区域像素D32为损坏像素。当光侦测装置接收一幅影像信息后输出的光感测信号大小得知该区域的像素D11、D22、D41接收到“暗”的光感测信号以及像素D12、D21、D31、D42接收到“亮”的光感测信号。因此，控制电路可以在“亮”以及“暗”像素数目一样多的前提之下将损坏像素D32补偿为代表“暗”的光感测信号，使得整个光侦测装置所接收到的该特定区域具有相同数目的“亮”以及“暗”像素。当每个区域错误的像素皆补偿完成后，所形成的该幅影像信息即可进行译码。因此，本发明的补偿损坏像素方法可以有效的预估损坏像素代表“亮”的像素或者“暗”像素。使得进行损坏像素的补偿之后，该幅影像信息可以有效的降低资料错误率以及提升该幅影像信息的译码成功率。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种全像光学系统中侦测损坏像素的方法，其特征在于，包括下列步骤：

提供多幅影像信息依序显示于一资料平面上，使得该资料平面中的每个像素皆会显示一亮以及一暗的二种状态；

依序将该资料平面上的所述幅影像信息记录于一储存媒介中；

提供一激光束直接照射于该储存媒介；

利用一光侦测装置依序接收记录于该储存媒介中的所述幅影像信息，使得该光侦测装置中的每一个像素皆可接收到相对应于该资料平面中的每个像素该亮以及该暗的二种状态并使得该光侦测装置中的每一个相素皆可以相对应的产生大小不同的光感测信号；

分别将该光侦测装置中的每个像素所依序产生大小不同的光感测信号进行相减并获得一光感测信号差值；

将该光感测信号差值与一临限值进行比较；

当该光感测信号差值大于该临限值时，定义该相对应光侦测装置中的像素及该资料平面中的像素为无损坏；以及

当该光感测信号差值小于该临限值时，定义该相对应光侦测装置中的像素或该资料平面中的像素为一损坏像素。

2.如权利要求1所述的全像光学系统中侦测损坏像素的方法，其特征在于，当决定该相对应光侦测装置中的像素或该资料平面中的像素为一损坏像素后，还包括下列步骤：

提供一全亮的激光束与一全暗的激光束照射于该光侦测装置用；

当该光侦测装置中的像素可输出一相对应的大振幅光感测信号时与一相对应的小振幅光感测信号时，定义为该资料平面上的像素损坏；以及

当该光侦测装置中的像素无法输出该相对应的大振幅光感测信号时与该相对应的小振幅光感测信号时，定义为该光侦测装置上的像素损坏。

3.如权利要求1所述的全像光学系统中侦测损坏像素的方法，其特征在于，其中该资料平面是为一空间光调变器。

4.如权利要求1所述的全像光学系统中侦测损坏像素的方法，其特征在于，其中该储存媒介是为一光聚合物。

5.如权利要求1所述的全像光学系统中侦测损坏像素的方法，其特征在于，其中该光侦测装置是为一电荷耦合组件或者一互补金氧化物半导体。

6.一种全像光学系统中补偿像素的方法，运用于一资料平面的一区域中已知的一亮状态会出现一第一数目与一暗状态会出现一第二数目，其特征在于，包括下列步骤：

计算一光侦测装置上相对于该资料平面该区域上所有像素产生的一亮状态数目总合；

计算该光侦测装置上相对于该资料平面该区域上所有像素所产生一暗状态数目总合；

当该第一数目与该亮状态数目总合相等且该第二数目与该暗状态数目总合不相等时，定义一损坏像素输出该暗状态；以及

当该第一数目与该亮状态数目总合不相等且该第二数目与该暗状态数目总合相等时，定义该损坏像素输出该亮状态。

7.一种全像光学系统中侦测损坏像素与补偿像素的方法，运用于一资料平面的一区域中已知像素皆会显示一亮以及一暗的二种状态，其中该亮状态会出现一第一数目，其特征在于，包括下列步骤：

提供多幅影像信息依序显示于该资料平面上，使得该资料平面中的每个像素皆会显示该亮以及该暗的二种状态；

依序将该资料平面上的所述幅影像信息记录于一储存媒介中；

提供一激光束直接照射于该储存媒介；

利用一光侦测装置依序接收记录于该储存媒介中的所述幅影像信息，使得该光侦测装置中的每一个像素皆可接收到相对应于该资料平面中的像素该亮以及该暗的二种状态并使得该光侦测装置的每一个相素皆可以相对应的产生大小不同的光感测信号；

分别将该光侦测装置的每个像素所依序产生大小不同的光感测信号进行相减并获得一光感测信号差值；

当该光感测信号差值小于一临限值时，定义该相对应该光侦测装置中的像素或该资料平面中的像素为一损坏像素；

当该损坏像素位于相对应于该资料平面的该区域上时，计算该光侦测装置上相对于该资料平面该区域上所有像素产生的一亮状态数目总合；

当该第一数目与该亮状态数目总合不相等时，定义一损坏像素输出该亮状态；以及

当该第一数目与该亮状态数目总合相等时，定义该损坏像素输出该暗状态。

8.如权利要求7所述的全像光学系统中侦测损坏像素与补偿像素的方法，其特征在于，当该相对应光侦测装置中的像素或该资料平面中的像素为一损坏像素后，还包括下列步骤：

提供一全亮的激光束与一全暗的激光束照射于该光侦测装置；

当该光侦测装置的像素可输出一相对应的大振幅光感测信号时与一相对应的小振幅光感测信号时，定义为该资料平面上的像素损坏；以及

当该光侦测装置的像素无法输出该相对应的大振幅光感测信号时与该相对应的小振幅光感测信号时，定义为该光感测装置上的像素损坏。

9.如权利要求7所述的全像光学系统中侦测损坏像素与补偿像素的方法，其特征在于，其中该资料平面是为一空间光调变器，且该空间光调变器包括一数字微型反射镜数组或一液晶面板。

10.如权利要求7所述的全像光学系统中侦测损坏像素与补偿像素的方法，其特征在于，其中该光侦测装置是为一电荷耦合组件或者一互补金氧化物半导体。

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