KR100551367B1 - 홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 방법 - Google Patents

홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 방법에 관한 것으로, 개시된 엔코딩 방법은 디지털 입력 데이터를 C비트 단위(단, F×E+D=C)로 블록화하여 그룹으로 분리하는 단계와, 그룹으로 분리된 각 블록 데이터 중에서 D비트를 기준 데이터 블록으로 정한 후에 D : E(단, D〈 E) 밸런시드 블록 코드 룰에 의해 코딩하는 단계와, D비트를 제외한 나머지 (C-D)개의 데이터를 F비트씩 E개의 블록으로 나눈 후 각 블록을 기준 데이터 블록의 코딩 데이터에 각각 순차 대응시키는 단계와, 대응된 코딩 데이터가 "0"이면 "1"의 개수가 G개("0"의 개수가 J개)(단, G≠J)인 제 1 형 H비트(단, G+J=H) 코드로 변환하고, 대응된 코딩 데이터가 "1"이면 "1"의 개수가 J개("0"의 개수가 G개)인 제 2 형 H비트 코드로 변환하는 단계를 포함하며, 공지의 밸런시드 코드와 새로운 이중 언밸런시드 코드를 혼용하여 홀로그래픽 데이터를 엔코딩/디코딩 함으로써, 코드 레이트는 높아지면서 재생 에러율은 낮아지는 이점이 있다.

Description

홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 방법{HOLOGRAPHY DATA ENCODING/DECODING METHOD}
도 1은 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 방법을 수행하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템의 블록구성도,
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 과정을 보인 흐름도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
110 : 저장 및 재생 장치 111 : 광원
112 : 광 분리기 113, 116 : 셔터
114, 117 : 반사경 115 : 액츄에이터
118 : 공간 광 변조기 119 : 저장매체
120 : CCD 130 : 데이터 엔코딩 장치
150 : 데이터 디코딩 장치
본 발명은 홀로그래픽 시스템(Holographic System)에 관한 것으로, 더욱 상 세하게는 홀로그래픽 데이터를 저장매체에 기록하기 위해 데이터를 엔코딩하거나 저장매체로부터 재생한 데이터를 디코딩하는 데 적합한 홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 방법에 관한 것이다.
현재 데이터 저장용 메모리의 대용량 및 고속 처리를 위해 광 저장매체로 수∼수백 Gbytes를 저장할 수 있는 홀로그래픽 기록 매체와 그 기록/재생 장치에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중에 있다.
홀로그래픽 데이터의 기록은 대상 물체로부터 반사된 신호광의 강도와 방향을 기록함으로써 이루어진다. 대상 물체의 빛의 강도와 방향은 신호광과 기준광의 간섭으로 이루어져 간섭 무늬를 만들게 되고, 이렇게 형성된 간섭 무늬는 간섭 무늬의 강도에 반응하는 물질로 이루어진 홀로그래픽 저장매체 속에 기록된다. 저장매체에 기록된 홀로그래픽 데이터는 기록 과정에서 사용된 기준광으로만 읽어 낼 수 있고, 기록시에 사용된 기준광과 파장 또는 위상이 다른 기준광은 저장매체에 기록된 홀로그래픽 데이터를 통과하여 읽어 내지 못한다.
이와 같은 홀로그래픽 성질을 이용하여 각각 다른 기준광으로 기록 매체의 같은 장소에 많은 홀로그래픽 데이터를 기록함으로써 작은 기록 매체 내부에 방대한 데이터를 저장하는 것이 가능해 진다.
전형적인 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은, 홀로그래픽 데이터를 저장매체에 기록하는 기록모드 시에 광원에서 발생한 레이저광을 기준광과 신호광으로 분기시키고, 신호광을 외부 입력 데이터(즉, 저장하고자 하는 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 명암을 이루는 한 페이지 단위의 2진 데이터로 변조하며, 변조된 신 호광과 분기되어 기 설정된 편향 각으로 반사시킨 기록용 기준광을 서로 간섭시킴으로서 얻어지는 간섭 무늬를 입력 데이터에 대응하는 홀로그래픽 데이터로써 저장매체에 기록한다.
한편, 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은 저장매체에 홀로그래픽 데이터를 기록한 후 재생하는 경우에 레이저광의 세기(Intensity), 렌즈에 의한 왜곡, 시스템 내부의 스캐터링 및 회절 등 여러 가지 요인에 의해 재생신호는 전체적으로 세기의 분포 차이를 가지게 된다.
특히, 기록 또는 재생을 위해 저장매체로 조사되는 기준광은 가우시안 분포 특성을 갖는데 이러한 가우시안 분포 특성으로 인해 재생신호의 한 페이지 중 중심 영역에서는 일정 레벨 이상의 세기를 나타내 재생 에러율이 거의 없으나 가장자리 영역에서는 세기가 일정 레벨 이하로 되어 재생 에러율이 급격하게 증가한다는 문제를 갖는다.
종래 기술에 따라 재생신호를 디코딩하는 방법 중의 하나로서 임계값을 이용하는 방식이 있으며, 이러한 임계값 이용 방식으로는 픽셀의 평균이나 0.5값을 이용하는 방식과 국부 임계값을 이용하는 방식이 있다. 전자의 경우는 픽셀의 평균이나 0.5값보다 크면 1로 판독하고, 그 보다 작으면 0으로 판독하는 방법이다.
그러나, 이 방법의 경우 코드 레이트(code rate)는 높으나 재생 에러율(특히, 한 페이지의 모서리 부분에서의 재생 에러율)이 매우 높게 나타나기 때문에 현실적으로 적용이 어렵다는 문제를 갖는다.
후자의 국부 임계값 이용 방식은 한 페이지의 재생신호를 여러 개의 영역으 로 분할하고, 분할된 각 영역에 대해 서로 다른 임계값을 적용, 즉 페이지의 중심에 가까울수록 상대적으로 높은 임계값을 적용하고 페이지의 중심으로부터 멀어질수록(즉, 모서리 부분에 근접할수록) 상대적으로 낮은 임계값을 적용하여 1과 0을 판정하는 방식이다.
그러나, 이 방법의 경우 코드 레이트가 높고 재생 에러율이 낮다는 장점을 갖는 반면에 노이즈 패턴의 양상이 다른 경우 여러 시스템간의 호환성이 떨어진다는 문제를 갖는다. 즉, 각 시스템들은 시스템의 특성 및 주변 환경 등에 따라 서로 다른 양상의 노이즈 패턴을 갖게 되는데, 이와 같이 노이즈 패턴이 서로 다르게 나타나는 시스템들에 규격화된 기준으로 분할한 임계값 기준들을 동일하게 적용하게 되면 결과적으로 재생 에러율이 증가할 수밖에 없게 되고, 이로 인해 재생 에러율이 증가하는 문제를 갖는다.
재생신호의 에러율을 감소시키기 위한 다른 방식으로는 미합중국 소재의 스탠포드 대학에서 제안한 방식(이하, 스탠포드 방식이라 칭함)이 있는 데, 스탠포드 방식은 국부적으로 1이 0보다 큰 것을 이용하여 입력 데이터를 코딩한 후에 저장매체에 기록하고, 재생 후에는 그 역으로 디코딩을 수행하는 방식이다. 예를 들어, 0은 01로, 1은 10으로 코딩하여 기록하고 재생 후에는 그 역 과정을 통해 디코딩하는 방식이다.
그러나, 스탠포드 방식의 경우 재생 에러율을 낮출 수 있는 장점을 갖는 반면에 코드 레이트(50%)가 현저하게 저하되는 문제점을 갖는다.
재생신호의 에러율을 감소시키기 위한 또 다른 방식으로는 IBM에서 제안한 방식(이하, IBM 방식이라 칭함)이 있는 데, IBM 방식은 1의 수와 0의 수가 같도록 코딩하여 저장매체에 기록하고, 재생 후에는 세기의 순서에 의해 디코딩하는 방식이다.
예를 들어, 6 : 8 코드의 경우, 8비트 중 1과 0의 개수가 같은 64개의 조합을 64개의 데이터와 연관시키고(6비트 → 8비트), 재생 시에는 재생된 신호 중(8비트 신호) 세기가 큰 것 4개를 1로, 나머지는 0으로 한 조합을 만들고 이를 6비트로 전환하여 디코딩하는 방식이다. 이러한 IBM 방식은 4 : 6에서 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖고, 6 : 8에서는 대략 75% 정도의 코드 레이트를 갖으며, 8 : 12에서는 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖는다.
그러나, IBM 방식은 재생 에러율이 낮다는 장점을 가짐과 동시에 스탠포드 방식에 비해 상대적으로 높은 코드 레이트를 갖지만 이상적인 코드 레이트(즉, 코드 레이트 1)에 근접하기에는 여전히 코드 레이트가 낮다는 문제를 갖는다.
즉, IBM 방식의 경우, 4 : 6에서는 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖고, 6 : 8에서는 대략 75% 정도의 코드 레이트를 갖으며, 8 : 12에서는 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖게 되는 데, 이런 정도의 코드 레이트는 저장매체 용량의 이용 효율성을 충족시키기에는 결코 부족하다고 할 수 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 공지의 밸런시드 코드와 새로운 이중 언밸런시드 코드를 혼용하여 코드 레이트를 높이면서 재생 에러율을 낮추는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 한 견지로서 홀로그래픽 데이터 엔코딩 방법은, 디지털 입력 데이터를 C비트 단위(단, F×E+D=C)로 블록화하여 그룹으로 분리하는 단계와, 그룹으로 분리된 각 블록 데이터 중에서 D비트를 기준 데이터 블록으로 정한 후에 D : E(단, D〈 E) 밸런시드 블록 코드 룰에 의해 코딩하는 단계와, D비트를 제외한 나머지 (C-D)개의 데이터를 F비트씩 E개의 블록으로 나눈 후 각 블록을 기준 데이터 블록의 코딩 데이터에 각각 순차 대응시키는 단계와, 대응된 코딩 데이터가 "0"이면 "1"의 개수가 G개("0"의 개수가 J개)(단, G≠J)인 제 1 형 H비트(단, G+J=H) 코드로 변환하고, 대응된 코딩 데이터가 "1"이면 "1"의 개수가 J개("0"의 개수가 G개)인 제 2 형 H비트 코드로 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 견지로서 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법은, H(단, G+J=H)비트로 구성되는 E개 블록을 블록별 광 강도 총 합에 따라 정렬하여 순차적으로 E/2개는 "1"로 인식하고 나머지 E/2개는 "0"으로 인식하여 E개 블록에 각각의 비트가 대응하는 E비트의 기준 데이터 블록을 추정하는 단계와, "0"으로 인식된 E/2개의 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 정렬하여 순차적으로 G개의 픽셀은 "1"을 부여하고, J(단, G≠J)개의 픽셀은 "0"을 부여하는 단계와, "1"로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 정렬하여 순차적으로 J개의 픽셀은 "1"을 부여하고, G개의 픽셀은 "0"을 부여하는 단계와, E비트의 기준 데이터 블록에서 정보 비트를 제거하여 원래의 D(단, D〈 E)비트 데이터로 디코딩하며, 나머지 E개의 H비트 블록들은 블록별로 정보 비트를 제거하여 원래의 F비트 데이터로 디코딩하는 단계를 포함한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다. 그러나 본 발명은 이러한 실시 예로 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 방법을 수행할 수 있는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템의 블록 구성도로서, 크게 구분해 볼 때, 저장 및 재생 장치(110), 데이터 엔코딩 장치(130) 및 데이터 디코딩 장치(150)로 구성된다.
저장 및 재생 장치(110)는 통상의 일반적인 재생 시스템을 나타내는 것으로, 홀로그래피에서 요구되는 레이저광을 발생하는 광원(111), 3차원상의 홀로그래픽 데이터(즉, 간섭 무늬)를 저장하는 저장매체(119)(예를 들면, 광 굴절성 크리스탈) 및 CCD(120)를 포함하며, 이러한 광원(111)과 저장매체(119) 사이에는 다수의 광학계를 포함하는 두 개의 경로, 즉 기준광 처리 경로(PS1)와 신호광 처리 경로(PS2)가 형성된다.
먼저, 광 분리기(112)에서는 광원(111)으로부터 입사되는 레이저광을 기준광과 신호광으로 분기하는 데, 여기에서 분기된 수직 편광의 기준광은 기준광 처리 경로(PS1)로 제공되고 분기된 신호광은 신호광 처리 경로(PS2)로 제공된다.
다음에, 기준광 처리 경로(PS1)상에는 셔터(113), 반사경(114) 및 액츄에이터(115)가 기준광의 출사 방향으로 구비되며, 이러한 광 전달 경로를 통해 기준광 처리 경로(PS1)에서는 홀로그래픽 데이터의 기록 또는 재생에 필요한 기준광을 기 설정된 소정의 편향 각으로 반사시켜 저장매체(119)에 제공한다.
이때, 설명의 편의와 이해의 증진을 위해 도 1에서의 도시는 생략하였으나, 기준광 처리 경로(PS1) 상에는 기준광 처리를 위한 다수의 광학 렌즈(예를 들면, 웨이스트 구성 렌즈, 빔 확장기 등)가 구비된다.
따라서, 광 분리기(112)로부터 분기되어 셔터(113)의 개구를 통해 입사되는 수직 편광된 기준광은 도시 생략된 광학 렌즈 등을 통해 조정되고 임의의 크기로 확장(즉, 후술하는 신호광 처리 경로(PS2)에서 빔 확장기를 통해 확장되는 신호광의 크기를 커버하기에 충분한 정도의 크기로 확장)되며, 반사경(114)을 통해 기설정된 소정 각도, 예를 들면 기록시의 기록 각 또는 재생을 위해 기 설정된 재생 각으로 편향된 후 저장매체(119)로 입사(조사)된다.
여기에서, 기록 또는 재생 시에 이용되는 기준광은 각 페이지 단위의 2진 데이터를 저장매체(119)에 기록할 때마다 액츄에이터(115)를 이용해 반사경(114)을 회전시켜 그 편향각도(
Figure 112004015015291-pat00001
)를 변화시키는 방법으로 제어되는 데, 이러한 기준광 편향 기법을 통해 수백 내지 수천 개의 홀로그래픽 데이터를 저장매체(119)에 저장하거나 혹은 저장된 홀로그래픽 데이터를 재생할 수 있다.
한편, 신호광 처리 경로(PS2)상에는 셔터(116), 반사경(117) 및 공간 광 변조기(118)가 신호광의 출사 방향으로 순차 구비되는 데, 셔터(116)는 도시 생략된 시스템 제어 수단으로부터의 제어에 따라, 기록모드 시에는 개방 상태를 유지하고, 재생모드 시에는 차단 상태를 유지한다.
이때, 설명의 편의와 이해의 증진을 위해 도 1에서의 도시는 생략하였으나, 신호광 처리 경로(PS2) 상에는 신호광 처리를 위한 다수의 광학 렌즈(예를 들면, 리이미징 렌즈, 빔 확장기, 필드 렌즈 등)가 구비된다.
따라서, 광 분리기(112)로부터 분기되어 셔터(116)의 개구를 통해 입사되는 신호광은 반사경(117)을 통해 소정의 편향 각으로 반사된 후 공간 광 변조기(118)로 전달된다.
이어서, 공간 광 변조기(118)에서는 반사경(117)으로부터 전달되는 신호광을 데이터 엔코딩 장치(130)로부터 제공되는 입력 데이터(즉, 본 발명에 따라 코딩된 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조, 즉 일 예로서 입력 데이터가 영상의 한 프레임 단위로 된 화상 데이터일 때 공간 광 변조기(118)로 입사되는 신호광은 한 프레임 단위의 신호광으로 변조된 후, 기준광 처리 경로(PS1)의 반사경(114)에서 입사되는 기준광과 동기를 맞추어 저장매체(119)로 입사된다.
따라서, 저장매체(119)에서는 기록모드 시에 공간 광 변조기(118)로부터 제공되는 2진 데이터의 페이지 단위로 변조된 신호광과 이에 대응하는 편향각도(
Figure 112004015015291-pat00002
)를 가지고 반사경(114)으로부터 입사되는 기록용 기준광간의 간섭을 통해 얻어지는 간섭 무늬가 기록된다. 즉, 변조된 신호광과 기준광간의 간섭에 의해 얻어지는 간섭 무늬의 강도에 따라 저장매체(119) 내부에서 운동 전하의 광 유도 현상이 발생하는 데, 이러한 과정을 통해 저장매체(119)에 홀로그래픽 데이터의 간섭 무늬가 기록된다.
한편, 데이터 엔코딩 장치(130)는 외부로부터 입력되는 디지털 입력 데이터(즉, 저장매체에 기록하고자 하는 입력 데이터)를 C비트 단위(예를 들면, 46비트)로 블록화하여 그룹으로 분리하며(S201∼S203), 여기에서 그룹으로 분리된 각 블록 데이터 중에서 D비트(예를 들면, 6비트)를 기준 데이터 블록으로 정한 후에 D : E(예를 들면, 6 : 8) 밸런시드 블록 코드 룰에 의해 코딩하며(S205), 나머지 (C-D)개(예를 들면, 40개)의 데이터는 F비트(예를 들면, 5비트)씩 E개(예를 들면, 8개)의 블록으로 나눈 후 각 블록을 기준 데이터 블록의 코딩 데이터에 각각 순차 대응시켜서 코딩 데이터가 "0"이면 "1"의 개수가 G개(예를 들면, 3개)("0"의 개수가 J개)인 제 1 형 H비트(예를 들어, 7비트) 코드로 변환하고(S207∼S209), 코딩 데이터가 "1"이면 "1"의 개수가 J개(예를 들면, 4개)("0"의 개수가 G개)인 제 2 형 H비트(예를 들면, 7비트) 코드로 변환한 후 각 블록 데이터로 코딩된 한 페이지의 2진 데이터를 공간 광 변조기(118)로 전달한다(S207, S211).
따라서, 공간 광 변조기(118)가 반사경(117)으로부터 입사되는 신호광을 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하여 생성한 신호광을 저장매체(119)로 조사함으로써, 저장매체(119)에는 본 발명에 따라 코딩된 홀로그래픽 데이터가 저장된다.
한편, 본 발명에 따라 코딩되어 저장매체(119)에 기록(저장)된 홀로그래픽 데이터를 재생하는 경우, 도시 생략된 시스템 제어 수단으로부터의 제어에 따라 신호광 처리 경로(PS2)측의 셔터(116)는 차단 상태로 되고 기준광 처리 경로(PS1)측이 셔터(113)는 개방 상태로 된다.
따라서, 광 분리기(112)로부터 분기된 기준광(재생용 기준광)은 반사경(114)을 통해 반사되어 저장매체(119)로 조사되며, 그 결과 저장매체(134)에서는 판독용 기준광에 의해 기록된 간섭 무늬가 입사된 판독용 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터(즉, 바둑판 형상 무늬)로 복조되며, 여기에서 복조된 재생 신호는 CCD(120)로 조사된다.
이어서, CCD(120)에서는 저장매체(119)로부터 조사되는 재생 출력을 원래의 데이터, 즉 전기신호로 복원하며, 여기에서 복원된 재생 신호는 데이터 디코딩 장치(150)로 전달된다(S213).
데이터 디코딩 장치(150)는 저장매체(119)로부터 재생되어 CCD(120)를 통해 출력되는 코딩된 재생신호를 코딩 전의 원 신호로 디코딩하는 데, 먼저 H비트(예를 들면, 7비트)로 구성되는 E개(예를 들면, 8개) 블록의 블록별 광 강도 총 합을 산출한 후 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 E/2개(예를 들면, 4개)는 "1"로 인식하고 나머지 E/2개(예를 들면, 4개)는 "0"으로 인식하여 E개(예를 들면, 8개) 블록에 각각의 비트가 대응하는 기준 데이터 블록을 추정한다(S215∼S217). 그리고 "0"으로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 G개(예를 들면, 3개)의 픽셀은 "1"을 부여하고, J개(예를 들면, 4개)의 픽셀은 "0"을 부여한다(S219∼S221). 아울러 "1"로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 J개의 픽셀(예를 들면, 4개)은 "1"을 부여하고, G개의 픽셀(예를 들면, 3개)은 "0"을 부여한다(S219, S223). 그리고 E비트(예를 들면, 8비트)의 기준 데이터 블록에서 I비트(예를 들면, 2비트)의 정보 비트를 제거하여 원래의 D비트(예를 들면, 6비트) 데이터로 디코딩하며, 나머지 E개(예를 들면, 8개)의 H비트(예를 들면, 7비트) 블록들은 블록별로 I비트(예를 들면, 2비트)의 정 보 비트를 제거하여 원래의 F비트(예를 들면, 5비트) 데이터로 디코딩 한다(S225).
본 발명의 발명자는 본 발명에 따라 홀로그래픽 데이터를 코딩하고, 이 코딩된 데이터를 재생하여 디코딩하는 과정에 대해 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과는 다음과 같다.
[실시 예1]
본 실시 예는 6 : 8 코드와 5 : 7 코드를 혼용한 경우에 대한 것이다.
저장매체에 기록하고자 하는 입력 데이터를 46비트 단위로 블록화하여 그룹으로 분리하며, 여기에서 그룹으로 분리된 각 블록 데이터 중에서 6비트를 기준 데이터 블록으로 정한 후에 6 : 8 밸런시드 블록 코드 룰에 의해 코딩하며, 나머지 40개의 데이터는 5비트씩 8개의 블록으로 나눈 후 각 블록을 기준 데이터 블록의 코딩 데이터에 각각 순차 대응시켜서 코딩 데이터가 "0"이면 "1"의 개수가 3개("0"의 개수가 4개)인 제 1 형 7비트 코드로 변환하고, 코딩 데이터가 "1"이면 "1"의 개수가 4개("0"의 개수가 3개)인 제 2 형 7비트 코드로 변환한다.
5비트 입력 데이터는 25=32개의 조합을 가지며, 7비트 코드는 7C3=35개와 7C3=35개의 조합을 가지므로 코딩이 무난하게 수행될 수 있음을 알 수 있다.
다음으로, 디코딩 과정에서는 7비트로 구성되는 8개 블록의 블록별 광 강도 총 합을 산출한 후 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 4개는 "1"로 인식하고 나머지 4개는 "0"으로 인식하여 8개 블록에 각각의 비트가 대응하는 기준 데이터 블록을 추정한다. 그리고 "0"으로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 3개의 픽셀은 "1"을 부여하고, 4개의 픽셀은 "0"을 부여한다. 아울러 "1"로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 4개의 픽셀은 "1"을 부여하고, 3개의 픽셀은 "0"을 부여한다. 그리고 8비트의 기준 데이터 블록에서 2비트의 정보 비트를 제거하여 원래의 6비트 데이터로 디코딩하며, 나머지 8개의 7비트 블록들은 블록별로 2비트의 정보 비트를 제거하여 원래의 5비트 데이터로 디코딩 한다.
위와 같은 본 발명의 실시 예1에 의하면 기존의 밸런시드 코드에서 구현이 불가능한 홀수 개의 비트를 이용하여 밸런스를 유지할 수 있다.
[실시 예2]
본 실시 예는 6 : 8 코드와 8 : 11 코드를 혼용한 경우에 대한 것이다.
저장매체에 기록하고자 하는 입력 데이터를 70비트 단위로 블록화하여 그룹으로 분리하며, 여기에서 그룹으로 분리된 각 블록 데이터 중에서 6비트를 기준 데이터 블록으로 정한 후에 6 : 8 밸런시드 블록 코드 룰에 의해 코딩하며, 나머지 64개의 데이터는 8비트씩 8개의 블록으로 나눈 후 각 블록을 기준 데이터 블록의 코딩 데이터에 각각 순차 대응시켜서 코딩 데이터가 "0"이면 "1"의 개수가 4개("0"의 개수가 7개)인 제 1 형 11비트 코드로 변환하고, 코딩 데이터가 "1"이면 "1"의 개수가 7개("0"의 개수가 4개)인 제 2 형 11비트 코드로 변환한다.
8비트 입력 데이터는 28=256개의 조합을 가지며, 11비트 코드는 11C4=330개와 11C7=330개의 조합을 가지므로 코딩이 무난하게 수행될 수 있음을 알 수 있다.
다음으로, 디코딩 과정에서는 11비트로 구성되는 8개 블록의 블록별 광 강도 총 합을 산출한 후 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 4개는 "1"로 인식하고 나머지 4개는 "0"으로 인식하여 8개 블록에 각각의 비트가 대응하는 기준 데이터 블록을 추정한다. 그리고 "0"으로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 4개의 픽셀은 "1"을 부여하고, 7개의 픽셀은 "0"을 부여한다. 아울러 "1"로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 7개의 픽셀은 "1"을 부여하고, 4개의 픽셀은 "0"을 부여한다. 그리고 8비트의 기준 데이터 블록에서 2비트의 정보 비트를 제거하여 원래의 6비트 데이터로 디코딩하며, 나머지 8개의 11비트 블록들은 블록별로 3비트의 정보 비트를 제거하여 원래의 8비트 데이터로 디코딩 한다.
위와 같은 본 발명의 실시 예2에 의하면 기존의 8 : 12 밸런시드 코드의 경우에는 8비트를 표현하기 위해 12비트를 사용하나 본 발명의 코딩 방법을 이용하면 11비트로 구현이 가능하다.
아울러, 기존의 8 : 12 밸런시드 코드에서는 12개 중에서 6개를 선택하였으나 본 실시 예2에서는 4개를 선택하므로 에러를 줄일 수 있다.
본 발명에 대한 앞의 설명에서는 일 실시 예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명은 공지의 밸런시드 코드와 새로운 이중 언밸런시드 코드를 혼용하여 홀로그래픽 데이터를 엔코딩/디코딩 함으로써, 코드 레이트는 높아지면서 재생 에러율은 낮아지는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 디지털 입력 데이터를 C비트 단위(단, F×E+D=C)로 블록화하여 그룹으로 분리하는 단계와,
    상기 그룹으로 분리된 각 블록 데이터 중에서 D비트를 기준 데이터 블록으로 정한 후에 D : E(단, D〈 E) 밸런시드 블록 코드 룰에 의해 코딩하는 단계와,
    상기 D비트를 제외한 나머지 (C-D)개의 데이터를 F비트씩 E개의 블록으로 나눈 후 각 블록을 상기 기준 데이터 블록의 코딩 데이터에 각각 순차 대응시키는 단계와,
    상기 대응된 코딩 데이터가 "0"이면 "1"의 개수가 G개("0"의 개수가 J개)(단, G≠J)인 제 1 형 H비트(단, G+J=H) 코드로 변환하고, 상기 대응된 코딩 데이터가 "1"이면 "1"의 개수가 J개("0"의 개수가 G개)인 제 2 형 H비트 코드로 변환하는 단계
    를 포함하는 홀로그래픽 데이터 엔코딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔코딩 방법은, 상기 디지털 입력 데이터를 46비트 단위로 블록화하여 그룹으로 분리하며, 상기 그룹으로 분리된 각 블록 데이터 중에서 6비트를 상기 기준 데이터 블록으로 정한 후에 6 : 8 밸런시드 블록 코드 룰에 의해 코딩하며, 나머지 40개의 데이터는 5비트씩 8개의 블록으로 나눈 후 각 블록을 상기 기준 데이 터 블록의 코딩 데이터에 각각 순차 대응시켜서 상기 대응된 코딩 데이터가 "0"이면 "1"의 개수가 3개("0"의 개수가 4개)인 상기 제 1 형 7비트 코드로 변환하고, 상기 대응된 코딩 데이터가 "1"이면 "1"의 개수가 4개("0"의 개수가 3개)인 상기 제 2 형 7비트 코드로 변환하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 엔코딩 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔코딩 방법은, 상기 디지털 입력 데이터를 70비트 단위로 블록화하여 그룹으로 분리하며, 상기 그룹으로 분리된 각 블록 데이터 중에서 6비트를 상기 기준 데이터 블록으로 정한 후에 6 : 8 밸런시드 블록 코드 룰에 의해 코딩하며, 나머지 64개의 데이터는 8비트씩 8개의 블록으로 나눈 후 각 블록을 상기 기준 데이터 블록의 코딩 데이터에 각각 순차 대응시켜서 상기 대응된 코딩 데이터가 "0"이면 "1"의 개수가 4개("0"의 개수가 7개)인 상기 제 1 형 11비트 코드로 변환하고, 상기 대응된 코딩 데이터가 "1"이면 "1"의 개수가 7개("0"의 개수가 4개)인 상기 제 2 형 11비트 코드로 변환하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 엔코딩 방법.
  4. H(단, G+J=H)비트로 구성되는 E개 블록을 블록별 광 강도 총 합에 따라 정렬하여 순차적으로 E/2개는 "1"로 인식하고 나머지 E/2개는 "0"으로 인식하여 E개 블록에 각각의 비트가 대응하는 E비트의 기준 데이터 블록을 추정하는 단계와,
    상기 "0"으로 인식된 E/2개의 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 정렬하여 순차 적으로 G개의 픽셀은 "1"을 부여하고, J(단, G≠J)개의 픽셀은 "0"을 부여하는 단계와,
    상기 "1"로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 정렬하여 순차적으로 J개의 픽셀은 "1"을 부여하고, G개의 픽셀은 "0"을 부여하는 단계와,
    상기 E비트의 기준 데이터 블록에서 정보 비트를 제거하여 원래의 D(단, D〈 E)비트 데이터로 디코딩하며, 나머지 E개의 H비트 블록들은 블록별로 정보 비트를 제거하여 원래의 F비트 데이터로 디코딩하는 단계
    를 포함하는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 디코딩 방법은, 7비트로 구성되는 8개 블록의 블록별 광 강도 총 합에 따라 정렬하여 순차적으로 4개는 "1"로 인식하고 나머지 4개는 "0"으로 인식하여 8개 블록에 각각의 비트가 대응하는 8비트의 상기 기준 데이터 블록을 추정하며, "0"으로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 정렬하여 순차적으로 3개의 픽셀은 "1"을 부여하고, 4개의 픽셀은 "0"을 부여하며, "1"로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 4개의 픽셀은 "1"을 부여하고, 3개의 픽셀은 "0"을 부여하며, 상기 8비트의 기준 데이터 블록에서 정보 비트를 제거하여 원래의 6비트 데이터로 디코딩하며, 나머지 8개의 7비트 블록들은 블록별로 정보 비트를 제거하여 원래의 5비트 데이터로 디코딩하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 디코딩 방법은, 11비트로 구성되는 8개 블록의 블록별 광 강도 총 합에 따라 정렬하여 순차적으로 4개는 "1"로 인식하고 나머지 4개는 "0"으로 인식하여 8개 블록에 각각의 비트가 대응하는 8비트의 기준 데이터 블록을 추정하며, "0"으로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 정렬하여 순차적으로 4개의 픽셀은 "1"을 부여하고, 7개의 픽셀은 "0"을 부여하며, "1"로 인식된 블록은 픽셀의 광 강도에 따라 정렬하여 순차적으로 7개의 픽셀은 "1"을 부여하고, 4개의 픽셀은 "0"을 부여하며, 상기 8비트의 기준 데이터 블록에서 정보 비트를 제거하여 원래의 6비트 데이터로 디코딩하고, 나머지 8개의 11비트 블록들은 블록별로 정보 비트를 제거하여 원래의 8비트 데이터로 디코딩하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법.
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