JPH10261042A - コンパレータをベースとするデータ値決定のためのしきい法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ホログラフィック・メモリ・シス
テムのようなデータ記憶媒体から再生または検索された
データについての値を決定するための方法および装置に
関する。 【解決手段】 本発明に従う方法は、該当するデータ記
憶媒体から最初に検索されたデータ部材の初期値を概算
することと（１２）（絶対的尺度に基づくその強度レベ
ルによって）、判定されるべきデータ値の範囲を定義す
るための一つまたはそれ以上のしきい値を確定する（１
４）ためにそれらの概算を集合的に用いることと、検索
されたデータ部材の初期データ値概算を確定されたしき
い値と比較すること（１６）によって検索されたデータ
部材の値を決定することとを含む。他の方法としては、
しきい値を初期的に設定し、最終確定しきい値が確定さ
れるまで個々のデータ部材の初期概算に基づいて調整を
繰り返す。本発明の実施形態は、データ部材の意図する
値を判定するためにそれらを相対しきい値を設定するた
めに使用してデータ符号化のオーバーヘッドを削減する
という利点を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ値の決定に
関する。より詳細には、本発明は、ホログラフィック・
メモリ・デバイスおよびその他のデータ記憶媒体のよう
なデータ記憶装置から検索したデータの値の決定に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】記憶媒体からの保存されたデータの正確
な検索または再生は、ホログラフィック・メモリ・シス
テムのようなデータ記憶システムの開発にとって重要で
あった。通常、ホログラフィック・メモリまたはデータ
記憶システムは、ニオブ酸リチウムの結晶のような記憶
媒体に記録された異なる屈折率および／または吸収率の
データ部材のホログラフィ表現（ホログラム）の三次元
記憶に関わる。ホログラフィック・メモリ・システム
は、高密度記憶の可能性と保存データをランダムにアク
セスおよび転送するための潜在的な高速性を特徴とす
る。

【０００３】保存データを呼び出す場合、記憶ページに
現われる情報を読むために検出器アレイが使われる。通
常、呼び出されたホログラフィ情報が、電荷結合素子
（ＣＣＤ）のようなイメージング・ユニット、または視
覚情報の出現を感知するアクティブ・ピクセル・センサ
（ＡＰＳ）のような相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯ
Ｓ）検出器アレイ上へ投影される。次にイメージング・
ユニットと組合わされた復号ユニットは、最初に符号化
されホログラフィの形で記憶されたデータの対応する値
を決定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ホログラフィ
ック・メモリ・デバイスに保存されたデータの再生は、
ホログラフィック・メモリ・システムに内在することの
多い効果のために決して理想的なものではない。例え
ば、記憶媒体に記録されるデータ部材の数は、典型的に
は回析効率に反比例する。ゆえに、データ部材の数は、
読み出し時の再生に備えてその中に保存されているホロ
グラムの信頼性に反比例する。保存データの品質にしば
しば影響を与えるその他の要素には、記憶媒体全体での
光の強度における時間に依存する揺らぎ、システム・コ
ンポーネント間の機械的関係の物理的光学的な妨害、熱
膨張その他温度に起因するシステム全体を通じた変化、
およびシステムに入り込んだその他のノイズなどがあ
る。

【０００５】そのようなデータの検索および再生の品質
は低いことが多いため、一つのデータ部材の値が多数の
データ部材との比較で表されることがしばしばある。例
えば、検索しようとする特定のデータ値が一つのデータ
部材と別のデータ部材との比較で導かれるある種の差動
符号化方法を採用することが可能である。他の方法とし
ては、一つのデータ部材の値が一つまたはそれ以上の既
知の基準データ部材値と比較される、基準符号化方法の
利用が可能である。

【０００６】しかし、このような符号化方法は一つのデ
ータ部材のデータ値を表すのに複数のデータ部材を使用
する必要がある。例えば、通常の差動符号化方法では、
一つのデータ値は第２のデータ部材と比較しての第１の
データ部材の値をベースとする。この方法では、一つの
データ値またはデータ・ビットを表現するのに２つのデ
ータ部材が必要である。このため、記憶媒体に保存され
検索されるデータ部材数のおよそ半分は、現実のデータ
値ではなく符号化方法の実施に必要な「オーバーヘッ
ド」である。そのため、従来の差動符号化方法の理論上
の最大データ保存効率は約５０％に近い。

【０００７】従来のローカル基準符号化方法では、個々
のデータ値は一つまたはそれ以上の基準データ部材と比
較しての第１のデータ部材の値をベースとする。この方
法では、ｎ個のデータ値を表現するために、通常、基準
符号化方法は少なくともおおよそｎ＋１、ｎ＋２または
それ以上のデータ部材数を必要とする。このようにし
て、データ保存効率は（ｎ／（ｎ＋２））％または（ｎ
／（ｎ＋１））％に近づく。しかし、上述のホログラフ
ィ記憶媒体に内在する変動のせいで、そのために生じた
変動が、基準データ部材と、基準データ部材との比較に
用いられるその他のデータ部材の両方と矛盾しないよう
に、実際には通常ｎが小さく抑えられている。

【０００８】このように、符号化方法はホログラフィそ
の他の記憶システムのデータ保存効率を高めるために存
在するのに、このような記憶媒体内に保存・検索される
データ部材の中のオーバーヘッド削減というニーズは、
いまだに存在する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は特許請求の範囲
に特定されるとおりのものである。本発明は、ホログラ
フィック・メモリ・システムおよびこの方法で保存され
たデータの読み出し装置のようなデータ記憶媒体に保存
されたデータの再生に要するデータ符号化のオーバーヘ
ッドを削減する方法で実施される。この方法には、様々
なデータ値の範囲を定義するための一つまたはそれ以上
のしきい値を設定するためにそれらの概算を集合的に用
いて当該データ記憶媒体から検索されるデータ部材の値
を初期概算すること（絶対値に基づくそれらの強度レベ
ルによって）、および検索されたデータ部材値の初期概
算データ値を確定されたしきい値と比較することによっ
て検索されたデータ部材の値を決定することを含む。他
の方法としては、しきい値を最初に設定し、個別データ
部材の初期概算に基づいて繰り返し調整する。この方法
では、バイナリ・データのデータ状態を決定する場合の
ような応用では、調整されたしきい値より大きいデータ
部材と小さいデータ部材の数がほぼ等しくなるまで論理
ハイと論理ローを区別する最終確定しきい値が確定でき
ない。本発明の実施形態は、それぞれのデータ部材値の
実際の決定にあたって相対的しきい値を導出するために
データ部材の初期概算を利用することで従来データ符号
化方法に関連していたオーバーヘッドを低減させる点で
有利である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下の説明では、図の理解を簡便
にするために類似のコンポーネントを同一の参照番号で
参照する。

【００１１】本発明を、まず特定の実施形態、すなわち
ホログラフィック・メモリ・システムの保存データから
検索または再生されたデータの値決定に関して説明す
る。しかし、当業者なら理解できると思うが、本発明の
実施形態は、通常データを差分型、ローカル基準型その
他の符号化方法で符号化する他の記憶システムにおける
利用にも適するものと理解される。

【００１２】また、本発明の実施形態の説明を明確にす
るために、図中に示されるピクセル・エレメント（図２
のピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈）は、必ずしもそれら
が検出器中で実際に表現される状態ではなく、そのよう
に表現することが予定されるデータ状態を示すことに留
意されたい。すでに述べたとおり、そのデータの検索元
である記憶媒体中に起こりうる内在的な不一致のため
に、データ状態の表現は通常一致せずまたしばしば不確
定である。

【００１３】例えば、図２では、ピクセル・エレメント
Ｐ₂およびＰ₃は異なる値または異なるデータ状態を持つ
ものとされている。このような区別は、ここで説明する
ことを目的になされている。しかし、実際のデータ検索
例では、個々のまたは互いの相対的なデータ値からはピ
クセル・エレメントＰ₂およびＰ₃が異なるデータ状態を
示すことはわからないかもしれない。

【００１４】以下でさらに詳細に説明するとおり、より
正確なデータ表現を提供することでこのような不一致を
克服することが本発明の実施形態の目的である。このた
め、以下に説明する本発明の実施形態は、たとえ議論と
説明の目的でその図には確定可能であるかのように示さ
れていても、ピクセル・エレメントで示されたデータ状
態のすべてが確定可能ではないことを前提とする。

【００１５】図１は、本発明の実施形態によるデータ値
決定方法１０の概略を示す。図２は、図１に示される方
法１０のようなデータ値決定方法を実施するための装置
例２０を示す。

【００１６】方法１０の最初のステップ１２はデータ部
材の初期データ値を概算することに関わる。例えば、ホ
ログラフィック・メモリ・システムでは、ホログラフィ
・データ記憶媒体から検索または再生されたデータは、
電荷結合素子（ＣＣＤ）、または視覚情報の出現を感知
するアクティブ・ピクセル・センサ（ＡＰＳ）またはそ
の他記憶されたデータの読み出しまたは検出ができる適
切な機器のような相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）
検出器アレイなどのような、センサの受光ピクセル・エ
レメントで検出される。このようなセンサ内のピクセル
・エレメントのアレイは、通常ホログラフィ記憶媒体か
ら放出される様々なデータの光強度を検知し、ここで検
知された様々な光強度に対応する電気的またはその他の
信号を生成する。生成された信号はアナログ信号として
存在し、またはその後の処理が行われる前に代替的にそ
れぞれ対応するディジタル値に変換される。

【００１７】ここでの議論のために、「初期データ値」
または「概算データ値」という用語には、以下に説明す
るとおり、光強度、またはそれに対応して独立のピクセ
ル・エレメントによって生成された電気信号、あるいは
その両方を含むものとする。初期データ値または概算デ
ータ値は、たとえ初期データ値と最終データ値がしばし
ば近似した値を取るとしても、発明の実施形態で決定さ
れる最終データ値とは区別されるものとする。

【００１８】ここに説明する例では、初期、概算データ
値は通常図２で多数のピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈と
して示される。ピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈はホログ
ラフィ記憶媒体に記憶されている対応する多数のデータ
部材ｄ₁−ｄ₈（図示せず）を表す。ピクセル・エレメン
トＰ₁−Ｐ₈は、ホログラフィ記憶媒体から放出されるデ
ータ部材ｄ₁−ｄ₈の光強度に対応する、電気信号などの
適切な信号を生成する。

【００１９】図２の例では、ピクセル・エレメント
Ｐ₂、Ｐ₅、Ｐ₇およびＰ₈は通常第１のデータ状態の光強
度を表し、ピクセル・エレメントＰ₁、Ｐ₃、Ｐ₄および
Ｐ₆は通常第２のデータ状態の光強度を表す。ピクセル
・エレメントＰ₁−Ｐ₈はここでは二つのデータ状態の一
方のみを表すものとして示されているが、当業者なら理
解できると思うが、従来のピクセル・エレメントは希望
どおりに多数の別個のデータ状態のうちの一つを表現で
きる程度に光強度が変化する度合いに敏感である。

【００２０】方法１０の次のステップは、検出されたデ
ータ部材について１または複数のデータ状態しきい値を
設定するステップ１４である。図２に示したこの例で
は、ピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈の値は第１のデータ
状態を表すこれらのピクセル・エレメント（この例で
は、ピクセル・エレメントＰ₂、Ｐ₅、Ｐ₇およびＰ₈）と
第２のデータ状態を表すこれらのピクセル・エレメント
（この例では、ピクセル・エレメントＰ₁、Ｐ₃、Ｐ₄お
よびＰ₆）とを区別するためのしきい値を設定するため
に使用される。

【００２１】さらに詳細に後述するとおり、しきい値は
様々なデータ状態について受容可能な範囲を定義するた
めに使用される。例えば、ピクセル・エレメントが論理
ハイ（「１」）または論理ロー（「０」）のいずれかを
表現するバイナリ・データ・システムでは、しきい値は
論理ハイを表すピクセル・エレメントと論理ローを表す
ピクセル・エレメントを区別するために設定される。

【００２２】しきい値は、図２に概要を示したしきい回
路１８で設定される。しきい回路１８はピクセル・エレ
メントの初期、概算のデータ値（多数のピクセル・エレ
メントＰ₁−Ｐ₈の個々の値）を読み出す能力のある入力
を有する。しきい回路１８は、ここに形成されたピクセ
ル・エレメントＰ₁−Ｐ₈を持つデバイスと組合わせるこ
とができる既製の回路デバイスまたはその他の適当なデ
バイスである。他の方法としては、しきい回路１８は、
同一デバイス上、例えば同一のＣＭＯＳ集積回路（Ｉ
Ｃ）チップ上にピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈とともに
製作される。

【００２３】本発明の実施形態によれば、データ部材の
値は恣意的なまたは絶対的な尺度に基づくしきい値の取
得よりも、データ状態しきい値の確定を支援するために
使用される。また、本発明の実施形態は、実際のユーザ
・データを表すピクセル・エレメントと比較するための
差動データ値またはローカル基準データ値を表す専用ピ
クセル・エレメントを持つ必要性を低減する。

【００２４】従来の符号化されたデータはチャネル・デ
ータとユーザ・データの両方を持つことを理解された
い。ユーザ・データは実際のデータで、後に保存用に符
号化されたり、記憶装置からの検索時に復号化されたり
する。チャネル・データは、符号化、エラー修正および
／または制御情報データのような、ユーザ・データと非
ユーザ・データの両方を含む。従来のデータ表現では、
ユーザ・データの１ビットを符号化するためにはチャネ
ル・データ中の複数のビットが必要とされるのが通常で
ある。

【００２５】本発明の実施形態は、保存され、後に様々
なデータ記憶媒体から検索または再生されるチャネル・
データ内のユーザ・データの成分比率を改善するという
利点を有する。この改善はデータの符号化に使用される
非ユーザ・データを削減することから生じる。

【００２６】本発明の実施形態の一つに見られる図３に
ついて言えば、しきい回路１８には平均化回路２２があ
り、それが当該ピクセル・エレメントの平均値を決定す
る。例えば、図２に示す実施形態で使用する場合は、平
均化回路２２はピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈の初期、
概算のデータ値を読み、その平均データ値を決定する。
図のとおり、ピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈は第１のデ
ータ状態（例えば、ピクセル・エレメントＰ₁）または
第２のデータ状態（例えば、ピクセル・エレメント
Ｐ₂）のいずれかを表し、通常十分に大きくランダムで
中立のデータ状態のセットを表すか、またはそれぞれの
状態を表すピクセルの数がほぼ等しくなるように符号化
される。このようにして、ピクセル・エレメントＰ₁−
Ｐ₈の平均値は第１のデータ状態を表すピクセル・エレ
メントと第２のデータ状態を表すピクセル・エレメント
の間の適切なしきい値をもたらす。

【００２７】方法１０に示される次のステップは、該当
するデータ部材の実際のデータ状態を決定するために概
算ステップ１２で得られた初期、概算データ値を確定ス
テップ１４で確定されたしきい値と比較するステップ１
６である。このような比較は、図２に概要を示したコン
パレータ２４で行われる。

【００２８】コンパレータ２４は、しきい回路１８と接
続された第１の入力３２と、該当するピクセルすなわち
図２の例に示されるＰ₁−Ｐ₈と動作自在に接続された第
２の入力３４を有する。この方法では、個々のピクセル
・エレメントは確定されたしきい値と比較される。

【００２９】例えば、個々のピクセル・エレメントの初
期概算値が確定しきい値より大きいとコンパレータ２４
が判断した場合は、当該個々のピクセル・エレメントは
第１のデータ状態を表すものと決定される。その結果、
コンパレータ２４はその決定を示す信号を出力する。同
様に、個々のピクセル・エレメントの初期概算値が確定
しきい値より小さいとコンパレータ２４が判断した場合
は、個々のピクセル・エレメントは第２のデータ状態を
表すものと見なされ、コンパレータ２４は第２のデータ
状態を示す信号を出力する。

【００３０】出力３６を有するコンパレータ２４は、出
力３６が表現された適切なデータ状態を明確に示す信号
を生成するような方法で構成される。したがって、該当
の記憶媒体に保存されたデータ部材の値についてのピク
セル・エレメントの表現の質に関わらず、各々のデータ
状態は、コンパレータ２４での確定しきい値との比較に
よって、またコンパレータ２４の出力３６から結果の出
力信号を読み出すことによって、容易に決定できる。

【００３１】例えば、図４に示す本発明の一つの実施形
態では、コンパレータ２４は変換入力４４、非変換入力
４６および出力４８を有するアナログ・コンパレータ４
２で構成される。図のとおり、変換入力４４はしきい回
路１８の出力と接続された第１の入力３２で構成され、
非変換入力４６は該当のピクセル・エレメントに接続さ
れた第２の入力３４で構成される（個々のピクセル・エ
レメントが比較される）。従来の方法では、アナログ・
コンパレータ４２は、非変換入力４６が変換入力４４よ
り大きい場合に第１の出力値を生成し、変換入力４４が
非変換入力４６より大きい場合は第２の出力値を生成す
るように構成される。この方法では、コンパレータ２４
は該当のピクセル・エレメントがしきい値より大きい場
合に第１のデータ状態を出力し、該当のピクセル・エレ
メントがしきい値より小さい場合に第２のデータ状態を
出力する。

【００３２】他の方法としては、コンパレータのステッ
プ１６が多数のコンパレータを使用して行われ、その結
果ピクセル・エレメントとしきい値が平行になるように
比較することが可能になる。例えば図５に示すように、
コンパレータ２４は図示した方法におけるピクセル・エ
レメントＰ₁−Ｐ₈に対応して動作可能接続された多数の
コンパレータＣ₁−Ｃ₈を含む。動作上は、個々のコンパ
レータは各々のピクセル・エレメントの初期、概算デー
タ値を確定しきい値と比較する。比較の結果、すなわ
ち、例えば第１、第２その他のデータ状態の出力は、各
々のコンパレータの出力に応じて生成され出力される。

【００３３】図には示されていないが、コンパレータ２
４および／またはコンパレータＣ₁−Ｃ₈を、ピクセル・
エレメントＰ₁−Ｐ₈を有するデバイスと組合わせるため
に単一のデバイス（単一のＣＭＯＳ ＩＣチップなど）
上に製作することは可能である。他の方法としては、同
じデバイス上、例えば同じＣＭＯＳ ＩＣチップ上など
でＣ₁−Ｃ₈をＰ₁−Ｐ₈と合わせて製作することが可能で
ある。

【００３４】同様に、さらに他の装置では、しきい値確
定ステップ１４を、多数のしきい回路（図示せず）を使
用して行うことが可能である。この方法では、それぞれ
の個々のしきい回路は、適切なしきい値が該当するすべ
てのピクセル・エレメントに基づいて決定されるよう
に、またそのしきい値が多数のしきい回路と矛盾しない
ように、該当のピクセル・エレメント（この例では、ピ
クセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈）と動作可能接続される。

【００３５】このような実施形態では、個々のピクセル
・エレメント、しきい回路およびコンパレータを単一の
ＩＣチップ上に製作することが可能であり、また有利で
さえあるだろう。複数のしきい回路を持つことは過剰で
はあるが、適用例によってはＩＣ組立の需要および／ま
たは要件の観点から、そのような措置のほうが該当のピ
クセル・エレメントと共用する通常のしきい回路を持つ
場合よりも有利になる。他の方法としては、個々のコン
ポーネントを一つに組み合わせることのできる複数のチ
ップ・デバイス上に好みに応じて製作することができ
る。

【００３６】動作上は、ひとたび該当のデータ部材が
（ピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈によって）検出される
とそのデータ部材の初期値が概算される。初期、概算デ
ータ値は明確で、よって第１のデータ状態（図の例で
は、ピクセル・エレメントＰ₁、Ｐ₃、Ｐ₄およびＰ₆）を
表現するか、またはムラがあり、よって第２のデータ状
態（図の例では、ピクセル・エレメントＰ₂、Ｐ₅、Ｐ₇
およびＰ₈）を表現するかのいずれかとしてこの中に示
される。例えば、第１のデータ状態は論理ローまたは
「０」、そして第２のデータ状態は論理ハイまたは
「１」である。

【００３７】しかし、例にあげた図とここでの説明では
ピクセル・エレメントＰ₁、Ｐ₃、Ｐ₄およびＰ₆が第１の
データ状態を表しピクセル・エレメントＰ₂、Ｐ₅、Ｐ₇
およびＰ₈が第２のデータ状態を表すが、ピクセル・エ
レメントそれぞれのデータ値は大きく異なることがあ
り、必ずしも一貫した尺度と一致しない可能性がある。
例えば、第１群のピクセル・エレメントの値の範囲が０
−１０の間で変化する性質である場合、論理ロー・ピク
セル・エレメントの平均値は約３．５、論理ハイ・ピク
セル・エレメントの平均値は約８．５となり、その場合
は論理ロー・ピクセル・エレメントと論理ハイ・ピクセ
ル・エレメントを区別するためのしきい値は約５．０で
十分だろう。しかし、類似のピクセル・エレメント群で
は論理ロー・ピクセル・エレメントの平均値は約６．
５、論理ハイ・ピクセル・エレメントの平均値は約７．
８となり、その場合は約５．０というしきい値は異なる
データ状態を持つピクセル・エレメントを区別するには
不十分である。

【００３８】一度ピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈の初期
データ値が概算されると、前述の方法でしきい回路１８
を用いて適当なしきい値が設定される。直前で説明した
とおり、図に示したピクセル・エレメント用の適当なし
きい値は、ピクセル・エレメントＰ₁、Ｐ₃、Ｐ₄および
Ｐ₆の平均論理ローとピクセル・エレメントＰ₂、Ｐ₅、
Ｐ₇およびＰ₈の平均論理ハイの間のどこかの値をとる。

【００３９】しきい値が設定された後（図の例では、必
要なしきい値は一つだけである）、個々のピクセル・エ
レメントはコンパレータ２４によって設定されたしきい
値と比較される。コンパレータ２４の出力３６は当該個
々のピクセル・エレメントが表すデータ状態を明確に示
す。例えば、ピクセル・エレメントが表現するデータは
通常０−１０の間で変化する性質があり、そのためコン
パレータ２４の出力３６は第１のデータ状態については
約０−１、第２のデータ状態については約９−１０であ
る。コンパレータ２４からの出力なので、検索されたデ
ータは従来の方法での利用に適する。

【００４０】本発明の他の実施形態では、しきい値は初
期に設定され、その後該当のピクセル・エレメントの初
期、概算値に基づいて繰り返し調整される。例えば、図
６に示すように、しきい回路１８は、しきい値の設定で
コンパレータ２４からのフィードバック（一般的に６２
として示す）に依存する。この方法では、設定されるそ
れぞれのしきい値について一つの初期しきい値が設定さ
れ、その後個々のピクセル・エレメントがそれと比較さ
れるにつれて調整される。初期しきい値は通常前に使用
されたしきい値に、またはそれに基づいて、設定され
る。十分な数のピクセル・エレメントがこれと比較され
ると、最終的な調整済みしきい値は第１のデータ状態を
持つピクセル・エレメントと第２のデータ状態を持つピ
クセル・エレメントを適切に区別するレベルを確定す
る。

【００４１】例えば、図７に示すように、しきい回路１
８は初期しきい値設定用のしきい値概算器７２、図のよ
うにこれと動作可能接続されたしきい値調整用の調整器
７４、および調整器７４と動作可能接続されたカウンタ
を含む。調整器７４とカウンタ７６は、いずれも図６の
コンパレータ２４と図のように動作可能接続される。

【００４２】初期に設定されたしきい値は、ピクセル・
エレメントとの比較のために（調整せずに）コンパレー
タへ送られる。比較の結果は、次の比較を繰り返す前に
適切なしきい値の調整のために調整器７４が読み取る。
また、比較の結果はカウンタ７６にも伝えられ、これが
それ以上しきい値を調整する必要がない場合に決定を助
ける。

【００４３】例として、コンパレータでピクセル・エレ
メントＰ₁の初期、概算値を初期に設定されたしきい値
と比較する。この例でのＰ₁の初期、概算値は明確なピ
クセル・エレメントとして示されているので、コンパレ
ータ２４はピクセル・エレメントＰ₁が第１のデータ状
態（論理ローまたは「０」）を表すと判定する。次に調
整器７４はこれに応じて初期設定されたしきい値を調整
する、すなわち論理ローだったピクセル・エレメントＰ
₁を算入して初期のしきい値を引き下げるように調整す
る。ここで説明した比較は適切なしきい値を確定するこ
とが目的であってＰ₁その他のピクセル・エレメントの
データ状態を判定することが目的ではないこと、このよ
うな判定は適切なしきい値が確定されてから行われるこ
とに留意する必要がある。

【００４４】次に調整されたしきい値は次のピクセル・
エレメントＰ₂の初期、概算値と比較され、その結果得
られたＰ₂のデータ値判定に基づきこれに応じて調整さ
れる。同時に、カウンタ７６はしきい値と比較されるピ
クセル・エレメントの数およびそれぞれのデータ値判定
を考慮にいれている。十分な数のピクセル・エレメント
比較がされたこと、および行われたデータ値判定が不合
理にゆがんだものではない（すなわち、一つのデータ状
態を持つピクセル・エレメントの数が別のデータ状態を
持つピクセル・エレメントの数とだいたい同じである）
ことをしきい回路１８が判定した場合、調整器７４がは
ずされ、最終の調整済みしきい値が確定しきい値として
使用される。一度この方法でしきい値が確定されると、
他の実施形態は本文中で説明した本発明の前述の実施形
態に応じて続く。

【００４５】前述したように、ここに図示および説明し
た本発明の実施形態はバイナリのデータ状態をとる場合
（２種類のデータ状態が起こりうる）を例証されている
が、本発明の実施形態は２を超えるデータ状態が採用さ
れるデータ記憶装置の場合にも適用できる。このような
事例では、通常複数のしきい値が確定される。例えば、
４種類のデータ状態がありうる場合は、第１と第２のデ
ータ状態を区別するための第１のしきい値、第２と第３
のデータ状態を区別するための第２のしきい値、および
第３と第４のデータ状態を区別するための第３のしきい
値と、少なくとも３個のしきい値を確定する必要があ
る。

【００４６】本発明の実施形態によれば、符号化のため
にデータ部材を使用する符号化方法を使用することは、
通常必ずしも必要ではない。このような符号化方法に
は、例えば、１個のデータ値が１対のピクセル・エレメ
ントで表され、その値が第１のピクセル・エレメントと
第２のピクセル・エレメントとの比較に基づく差動符号
化方法がある。差動符号化の他の形式であるローカル基
準符号化は、データ値をピクセル・エレメントと専用の
基準ピクセル・エレメントとの比較として表すことに関
係する。

【００４７】本発明の実施形態によれば、たとえそのピ
クセル・エレメントによって表現されるデータ状態情報
の質は目的のデータ状態の表現を初期的に識別するには
不適切であっても、８個のみのピクセル・エレメントを
使用して８個のデータ部材を表すことが可能である。こ
の方法で、理論上は符号化効率が最大化される。

【００４８】本発明の実施形態をアナログ領域内での成
績について論じてきたが、アナログからディジタルへの
意のままの変換も本発明の実施形態の範囲に含まれるこ
とは明らかである。例えば、情報がコンパレータ２４か
ら出力された後にそれをアナログからディジタルへ変換
することが可能である。すなわち、図２および図６に示
した実施形態について言えば、一つのＡ／Ｄ変換器７８
が図のようにコンパレータ２４の出力３６へ接続され
る。そのうえ本発明の実施形態によれば、当業者なら周
知と思うが、適切な数のＡ／Ｄ変換器が必要に応じて使
用される。例えば図５に示した実施形態では、Ａ／Ｄ変
換器（図示せず）を１もしくは複数の、又はすべてのコ
ンパレータ出力へ接続することが可能である。

【００４９】また、ここではピクセル・エレメントは隣
接したピクセル・エレメント間でのみ比較するのが望ま
しいかのような方法で例証されているが、このような要
件は不要であることに留意されたい。ピクセル・エレメ
ントはデータ・センサ・デバイス内でいかようにも製作
され、および／または動作されることができる。このた
め、例えば、ピクセル・エレメントＰ₁−Ｐ₈はランダム
にアドレスを決めることができ、また同様にランダムに
比較することができる。

【００５０】また、ホログラフィ記憶媒体のような記憶
媒体内でのデータ保存はいくつもの本質的な内部的外部
的な要因のせいで往々にして一貫性があるとは言いがた
いので、自動利得制御（ＡＧＣ）のようなアクティビテ
ィはしばしばこのような記憶システムのデータ検索の局
面と関係付けられる。例えば、自動利得制御は、データ
映像全体のデータ長の傾向を検出し、それに応じてデー
タ値が記憶媒体２２から読み出される前またはその最中
に各々のデータ値を標準化する。

【００５１】しかし、本発明の実施形態は、本文中で説
明したデータ判定アクティビティがＡＧＣアクティビテ
ィとは独立して実施される場合に有利である。本発明の
実施形態によれば、システム全体の正確性を高めるため
にデータ検索に伴うＡＧＣアクティビティを組み入れる
ことは可能である。すなわち、ＡＧＣ（空間）カーブか
らローカルな標準化要素を容易に決定することが可能で
ある。また、標準化された側面図とローカル基準ピクセ
ルとの間の偏差を標準化された側面図から容易に決定す
ることができる。

【００５２】データ値判定方法およびここで説明した機
器の実施形態は、添付の請求項およびすべての同種のも
ので定義される本発明の精神と範囲から逸脱することな
く、多数の変更と置き換えが可能であることは当業者に
は明らかなことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態によるデータ値決定方法のス
キーマを示す図である。

【図２】本発明の実施形態によるデータ値決定のための
装置の概略図である。

【図３】本発明の実施形態によるしきい回路を示す概略
図である。

【図４】本発明の実施形態によるコンパレータを示す概
略図である。

【図５】本発明の他の実施形態によるコンパレータを示
す概略図である。

【図６】本発明の他の実施形態によるデータ値決定のた
めの装置の概略図である。

【図７】本発明の他の実施形態によるしきい回路を示す
概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケヴィン リチャード カーティス アメリカ合衆国 07901 ニュージャーシ ィ，サミット，ナンバー ８，モリス ア ヴェニュー 417 (72)発明者 トーマス ジェー．リチャードソン アメリカ合衆国 07079 ニュージャーシ ィ，サウス オレンジ，クラーク ストリ ート 420

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ記憶デバイスから検索された複数
   のデータ部材（Ｐ₁−Ｐ₈）の少なくとも一つの値を決定
   するための方法（１０）であって、該方法が、 前記複数のデータ部材の初期データ値をを概算する（１
   ２）ステップと、 前記概算された初期データ値に基づいて前記データ部材
   について少なくとも一つのしきい値を確定する（１４）
   ステップと、 前記データ部材のデータ値を判定するために少なくとも
   一つの前記データ部材の初期データ値を前記少なくとも
   一つのしきい値と比較する（１６）ステップとを含む方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記確
   定するステップが前記概算された初期データ値の平均値
   を決定することをさらに含み、前記しきい値の少なくと
   も一つは決定された平均値を含む方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、前記確
   定するステップが初期しきい値の確定と前記概算された
   初期データ値に基づいた前記初期しきい値の調整をさら
   に含む方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法において、前記確
   定するステップが、初期しきい値を確定することと、 概算された初期データ値が前記初期しきい値より大きい
   場合に前記初期しきい値を増加させることと、 概算された初期データ値が前記初期しきい値より小さい
   場合に前記初期しきい値を減少させることと、 調整されたしきい値を上回る前記概算された初期データ
   値の数が調整されたしきい値を下回る前記概算された初
   期データ値の数とほぼ等しくなるまで前記増加および減
   少のステップを反復することとをさらに含む方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、前記多
   数のデータ部材がデータ値の強度が変化する多数のホロ
   グラフィ・データ部材をさらに含み、前記概算ステップ
   が前記データ部材のデータ値の強度による初期データ値
   の概算をさらに含む方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法において、前記比
   較するステップと前記確定するステップのうち少なくと
   も一つはアナログ領域で実行される方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の方法において、前記比
   較するステップがアナログ領域で実行され、前記方法は
   決定されたデータ部材のデータ値を対応するディジタル
   ・データ値に変換するステップをさらに含む方法。
8. 【請求項８】請求項１に記載の方法において、前記デー
   タ部材がバイナリのデータ状態を表し、前記決定するス
   テップが前記データ部材の初期値が前記しきい値より大
   きい場合にデータ部材が第１のバイナリ・データ状態を
   持つことを決定すること、および前記データ部材の初期
   値が前記しきい値より小さい場合にデータ部材が第２の
   バイナリ・データ状態を持つことを決定することをさら
   に含む方法。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の方法において、前記デ
   ータ部材が少なくともｎ個のデータ部材を有する少なく
   とも１つのグループにグループ化され、前記概算するス
   テップ、前記確定するステップおよび前記比較するステ
   ップが前記グループの各々について実施される方法。
10. 【請求項１０】 ホログラフィ記憶デバイスに保存され
    たデータ部材のデータ状態を決定するための装置（２
    ０）であって、該装置が、 前記ホログラフィ記憶デバイスから検索された前記デー
    タ部材の光強度を検出するピクセル・エレメント（Ｐ₁
    −Ｐ₈）のアレイと、 少なくとも一つのデータ状態しきい値を確定するための
    しきい回路であって前記ピクセル・エレメントアレイと
    動作自在に接続されたしきい回路（１８）と、 前記データ状態を判定するために前記少なくとも一つの
    データ状態しきい値を前記データ部材の検出された光強
    度と比較するために前記しきい回路と動作自在に接続さ
    れた第１の入力と前記ピクセル・エレメントのアレイと
    動作自在に接続できる第２の入力とを持つ少なくとも一
    つのコンパレータであって、前記データ状態を読み出す
    ための出力を有する少なくとも一つのコンパレータ（２
    ４）とを含む装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の装置において、前
    記ピクセル・エレメントのアレイの少なくとも一つ、前
    記しきい回路、および前記少なくとも一つのコンパレー
    タが少なくとも一つのＣＭＯＳ ＩＣチップ上に製作さ
    れる装置。