KR100578182B1 - 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모서리 위치의 주변 행 픽셀 총합 값들을 이용하는 커브 피팅(curve fitting) 기법을 이용함으로써 데이터 이미지의 왜곡 보정을 서브 픽셀 단위로 고정밀하게 실현할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 왜곡이 발생한 픽셀 수만큼 데이터 이미지를 균등 분할하여 한 픽셀 단위로 왜곡 보정을 수행하는 종래 방식과는 달리, 각 모서리 위치의 주변 행 픽셀 총합 값들을 이용하는 커브 피팅(curve fitting) 기법을 이용하여 선형적인 최적의 곡선을 구하고, 이를 통해 모서리의 최적 최대 값을 결정하며, 결정된 최적 최대 값을 이용하는 왜곡 오차 산출을 통해 서브 픽셀 단위의 보정 위치를 결정하고, 이 결정된 보정 위치에 의거하는 서브 픽셀 보정을 통한 오우버 샘플링을 수행함으로써, 보다 양질의 재생 이미지를 얻을 수 있는 것이다.

Description

홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POST-PROCESSING HOLOGRAM DATA REPRODUCED FROM MEDIUM IN HOLOGRAPHIC SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 재생 홀로그램 데이터의 전처리 기법을 적용하는데 적합한 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템의 블록구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 장치에 대한 블록구성도,

도 3은 본 발명에 따른 재생 홀로그램 데이터의 전처리를 위해 왼쪽 테두리 근처에서의 행 픽셀들의 합을 도시한 그래프,

도 4는 본 발명에 따른 재생 홀로그램 데이터의 전처리를 위해 왼쪽 테두리 근처에서의 행 픽셀들의 합을 도시한 그래프,

도 5는 본 발명에 따라 픽셀의 보간 위치를 결정하는 과정을 설명하기 위해 도시한 그래프,

도 6a는 1024×1024 사이즈를 갖는 페이지 이미지이고, 6b는 6a의 데이터 영역에서 오우버 샘플링을 통해 추출한 240×240 사이즈의 데이터 이미지,

도 7은 일 예로서 행 라인의 픽셀 총합 값을 구한 결과를 보여주는 히스토그램,

도 8a는 재생 페이지 이미지의 왼쪽 상단의 모서리 부분을, 8b는 재생 페이지 이미지의 오른쪽 상단의 모서리 부분을 각각 도시한 도면.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1211 : 메모리 블록 1213 : 픽셀합 최대값 검출 블록

1215 : 최적 최대값 결정 블록 1217 : 왜곡 오차값 산출 블록

1219 : 보정 위치 결정 블록 1221 : 오우버 샘플링 블록

본 발명은 홀로그래픽 시스템(Holographic System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장 매체로부터 재생되는 홀로그래픽 데이터 이미지에서의 왜곡(distortion)을 보정하는데 적합한 홀로그래픽 시스템에서의 재생 데이터 전처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장을 이용한 기술 분야는, 예를 들면 반도체 레이저, CCD(Charge Coupled Device), LCD(Liquid Crystal Display) 등의 눈부신 발전에 힘입어 도처에서 활발하게 연구가 진행되고 있으며, 이러한 연구의 결과로서 지문을 저장하고 재생하는 지문 인식 시스템 등이 실용화되고 있을 뿐만 아니라, 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 응용할 수 있는 여러 분야로 확대되어 가고 있는 추세에 있다.

상기한 바와 같은 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은 대상 물체로부 터의 신호 광과 기준 광을 서로 간섭시킬 때 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(Amplitude)에 민감하게 반응하는 저장매체, 예를 들면 광 굴절성(photorefractive) 크리스탈(crystal) 등의 저장매체에 기록하는 것으로, 기준광의 각도를 변화시키는 방법 등에 의해 신호광의 강도 및 위상까지도 기록함으로서, 물체의 3차원 상을 표시할 수 있고, 또한 2진 데이터로 된 페이지(page) 단위로 구성되는 수백에서 수천 개의 홀로그램을 동일 장소에 저장할 수 있다.

한편, 전형적인 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은, 홀로그램 데이터를 저장 매체에 기록하는 기록모드 시에, 광원에서 발생한 레이저광을 기준 광과 물체 광으로 분기시키고, 물체 광을 외부 입력 데이터(즉, 저장하고자 하는 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 명암을 이루는 한 페이지 단위의 2진 데이터로 변조하며, 변조된 물체 광(즉, 신호 광)과 분기되어 기 설정된 편향 각으로 반사시킨 기록용 기준 광을 서로 간섭시킴으로서 얻어지는 간섭 무늬를 입력 데이터에 대응하는 홀로그램 데이터로써 저장 매체에 기록한다.

이때, 저장 매체에 기록되는 N×N(예컨대, 240×240)의 홀로그램 데이터는 일련의 전처리(예를 들면, 에러 정정 코드(패리티 비트) 등을 삽입하는 엔코딩 처리, 디코딩에서의 오우버 샘플링을 위한 테두리 생성 처리 등) 과정을 통해 엔코딩된 후 공간 광 변조기를 통해 신호 광으로 변조되어 저장 매체에 기록되며, 저장 매체로부터 재생되는 N×N(예를 들면, 240×240)의 홀로그램 데이터(즉, 간섭무늬 형상 이미지)는 CCD(Charge Coupled Device) 등을 통해 조사되어 (N+M)×(N+M)의 사이즈를 갖는 데이터 이미지(예를 들면, 1024×1024의 데이터 이미지)로 변환되 고, 오우버 샘플링 과정을 통해 엔코딩 전의 데이터, 즉 N×N 사이즈를 갖는 데이터 이미지(예를 들면, 240×240이 데이터 이미지)로 변환되며, 이후 ECC 디코딩 등의 과정을 통해 엔코딩 전의 원래 데이터로 복원된다. 즉, 일 예로서 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 1024×1024의 사이즈를 갖는 데이터 이미지가 테두리 검출 및 오우버 샘플링 과정을 통해 240×240의 사이즈를 갖는 데이터 이미지로 변환된다.

통상적으로, 저장매체로부터 재생되어 CCD를 통해 출력되는 페이지 이미지는 (N+M)×(N+M)의 사이즈, 예를 들면 1024×1024의 사이즈를 갖는데, 이러한 페이지 이미지에는 띠 모양의 테두리 영역과 테두리 안에 720×720의 사이즈를 갖는 데이터 이미지를 포함하며, 원래 데이터의 추출을 위한 오우버 샘플링을 위하여 240×240의 그리드(각 그리드는 3×3의 픽셀로 됨)로 이루어져 있다.

따라서, (N+M)×(N+M) 사이즈의 페이지 이미지에서 원래의 데이터 크기인 N×N 데이터 이미지를 추출하기 위해서는 먼저 (N+M)×(N+M) 사이즈의 페이지 이미지에서 테두리를 검출하는 것이 필요한데, 이를 위한 하나의 방법으로서 각 행 라인의 픽셀 총합과 각 열 라인의 픽셀 총합을 구하는 방식을 이용할 수 있다.

도 7은 일 예로서 행 라인의 픽셀 총합을 구한 결과를 보여주는 히스토그램이다. 도 7을 참조하면, 특별히 양쪽에 유난히 큰 값을 가지는 것이 2개(둥근 원으로 표시한 부분) 있음을 알 수 있는데, 이것들의 x축 픽셀 값이 양쪽의 테두리 위치가 되는 것이다. 여기에서, 테두리를 이루는 픽셀 라인의 총합이 큰 값으로 되는 것은, 실제 데이터 이미지 부분의 픽셀들이 "1"과 "0"의 픽셀 데이터 값들이 랜덤 에게 혼재하는 형태를 갖는 반면에, 테두리 영역을 형성하는 픽셀들은 모두 동일한 픽셀 데이터 값(예컨대, "1")으로 되어 있기 때문이다.

다음에, 상기한 바와 같은 일련의 과정들을 통해 테두리를 검출한 후에, 일 예로서 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 테두리 안의 왼쪽 상단 모서리 부분에서부터 시작하여 오른쪽 상단 모서리 부분으로 순차적으로 이동해 가면서 각 라인별로 그리드를 이용해 픽셀을 추출한다. 즉, 원래의 데이터 이미지가 240×240 사이즈이고, 재생 측에서 CCD를 통해 얻은 데이터 이미지가 720×720 사이즈라고 가정할 때, 각 라인별로 두 개의 픽셀을 건너뛰는 방식으로 픽셀을 선택하는 방식으로 240×240 사이즈의 데이터 이미지를 추출한다.

일 예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 실제적인 측정을 통해 얻어진 왼쪽 모서리의 최대 값이 140이고, 오른쪽 모서리의 최대 값이 877이라고 가정할 때, 이를 오우버 샘플링하게 되면 2픽셀이 늘어난 결과가 된다. 즉, 140부터 148이 왼쪽 테두리 영역일 때, 데이터 영역이 239×3 이 되어 한 라인의 마지막 픽셀이 717 이 되고, 여기에 3×3의 오른쪽 테두리 영역이 존재하므로, 이상적인(이론적인) 오른쪽 모서리 위치는 149+717+9 = 875가 된다. 따라서, 이론적인 오른쪽 모서리 위치가 875인데 반해, 실제적인 측정을 통해 얻어진 오른쪽 모서리 위치가 877이므로, 2픽셀이 늘어난 결과가 되는 것이다.

따라서, 종래에는 720×720의 데이터 이미지에서 3픽셀씩 건너뛰는 오우버 샘플링을 하다가 왼쪽 모서리 140 위치와 오른쪽 모서리 877의 1/3 지점인 389 위치와 2/3 지점인 630 위치에서만 4픽셀을 건너뛰어 오우버 샘플링을 하는 방식으로 재생 데이터의 전처리를 수행하였었다. 예를 들어, 2픽셀이 늘어난 경우, 종래에는 데이터 이미지를 3등분하여 두 번째 등분의 시작 위치와 세 번째 등분의 시작 위치에서만 한 픽셀을 더 건너뛰어 오우버 샘플링을 하는 방식으로 데이터 이미지의 왜곡(distortion)을 보정(즉, 픽셀 단위 왜곡 보정)하였다.

그러나, 많은 실험을 통해 알 수 있는 바와 같이, 데이터 이미지의 모서리 최대 값이 정확하게 정수 값으로 떨어지는 것은 확률적으로 매우 낮으며, 소수점으로 나올 수밖에 없는 것이 현실이다. 따라서, 이러한 점을 고려할 때, 종래 방법에서와 같이, 한 픽셀 단위로 왜곡을 보정한다는 것은 결국 정확한 왜곡 보정을 수행하지 못한다는 것을 의미하며, 이것은 결국 양질의 재생 이미지를 얻을 수 없게 되는 결과를 초래하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모서리 위치의 주변 행 픽셀 총합 값들을 이용하는 커브 피팅(curve fitting) 기법을 이용함으로써 데이터 이미지의 왜곡 보정을 서브 픽셀 단위로 고정밀하게 실현할 수 있는 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 관점에 따른 본 발명은, 기준 광과 데이터 이미지를 신호 광으로 변조한 신호 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬로 기록한 홀로그램 데이터를 저장 매체로부터 재생하여 전처리하는 장치로서, 상기 저장 매체로부터 재생되는 페이지 이미지에 대해 행 및 열 단위로 픽셀 총합값을 산출하여 상기 페이지 이미지의 각 모서리를 검출하고, 검출된 각 모서리의 픽셀합 최대값을 검출하는 수단과, 상기 픽셀합 최대값의 좌우에 각각 인접하는 각 n라인의 픽셀 총합값들을 이용하는 커브 피팅을 통해 최적 곡선을 생성하고, 이 생성된 곡선상에서의 최적 최대값을 결정하는 수단과, 상기 각 모서리 중 일측 모서리에서의 최적 최대값 위치와 데이터 이미지의 픽셀 개수에 근거하는 기준 위치 값과 상기 일측 모서리에 대응하는 타측 모서리에서의 최적 최대값 위치 값에 의거하여 상기 데이터 이미지의 왜곡 오차값을 산출하는 수단과, 상기 산출된 왜곡 오차값에 의거하여, 상기 일측 모서리의 위치와 타측 모서리의 위치 사이에서 서브 픽셀 간격으로 보정 위치를 결정하는 수단과, 상기 결정된 보정 위치에 의거하여 상기 데이터 이미지를 오우버 샘플링하는 수단을 포함하는 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 장치를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 기준 광과 데이터 이미지를 신호 광으로 변조한 신호 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬로 기록한 홀로그램 데이터를 저장 매체로부터 재생하여 전처리하는 방법으로서, 상기 저장 매체로부터 재생되는 페이지 이미지에 대해 행 및 열 단위로 픽셀 총합값을 산출하여 상기 페이지 이미지의 각 모서리를 검출하는 과정과, 상기 검출된 각 모서리의 픽셀합 최대값을 검출하는 과정과, 상기 픽셀합 최대값의 좌우에 각각 인접하는 각 n라인의 픽셀 총합값들을 이용하는 커브 피팅을 통해 최적 곡선을 생성하고, 이 생성된 곡선 상에서의 최적 최대값을 결정하는 과정과, 상기 각 모서리 중 일측 모서리에서의 최적 최대값 위치와 데이터 이미지의 픽셀 개수에 근거하는 기준 위치 값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 기준 위치 값과 상기 일측 모서리에 대응하는 타측 모서리에서의 최적 최대값 위치 값에 의거하여 상기 데이터 이미지의 왜곡 오차값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 왜곡 오차값에 의거하여, 상기 일측 모서리의 위치와 타측 모서리의 위치 사이에서 서브 픽셀 간격으로 보정 위치를 결정하는 과정과, 상기 결정된 보정 위치에 의거하여 상기 데이터 이미지를 오우버 샘플링하는 과정을 포함하는 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 핵심 기술사상은, 왜곡이 발생한 픽셀 수만큼 데이터 이미지를 균등 분할하여 한 픽셀 단위로 왜곡 보정을 수행하는 전술한 종래 방식과는 달리, 각 모서리 위치의 주변 행 픽셀 총합 값들을 이용하는 커브 피팅(curve fitting) 기법을 이용하여 선형적인 최적의 곡선을 구하고, 이를 통해 모서리의 최적 최대 값을 결정하며, 결정된 최적 최대 값을 이용하는 왜곡 오차 산출을 통해 서브 픽셀 단위의 보정 위치를 결정하고, 이 결정된 보정 위치에 의거하는 서브 픽셀 보정을 통한 오우버 샘플링을 수행한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 재생 홀로그램 데이터의 전처리 기법을 적용하는데 적합한 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템의 블록구성도이다.

도 1을 참조하면, 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템은 스핀들 모터(102), 저장 매체(104), 판독 광 경로(106), 재생 광 경로(108), 이미지 검출 수단(110) 및 디코딩 블록(120)을 포함하며, 디코딩 블록(120)은 페이지 이미지 처리 블록(121), 디모듈레이션 블록(123), ECC 디코딩 블록(125) 및 메모리 블록(127)을 포함한다.

즉, 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템은 스핀들 모터(102)에 의해 회전 구동되는 저장 매체(104)가 구비되고, 이러한 저장 매체(104)에는 기록된 홀로그램 데이터를 재생하는 데 필요한 판독 광이 저장 매체(104) 측으로 조사되는 판독 광 경로(106)와 판독 광의 조사를 통해 재생되는 페이지 이미지 광(즉, 2진 데이터의 바둑판 형상 무늬)이 출력되는 재생 광 경로(108)가 구비된다.

또한, 재생 광 경로(108) 측에는 이미지 검출 수단(110), 예를 들면 CCD 카메라가 구비되어 있으며, 이러한 CCD 카메라에서는 재생되는 페이지 이미지 광을 구성하는 각 픽셀을 n×n 픽셀(예를 들면, 3×3 픽셀)로 표현하는 방식으로 광전 변환하여 디코딩 블록(120)으로 제공한다. 예를 들어, 저장 매체(104)로부터 재생되는 페이지 이미지 광(즉, 2진 데이터의 바둑판 형상 무늬)이 240×240의 해상도 사이즈를 가지며, 3비트의 상하좌우 테두리를 갖는다고 가정할 때, 이미지 검출 수단(210)에서는 테두리를 포함하여 1024×1024의 해상도 사이즈를 갖는 광전 변환된 페이지 이미지를 생성하여 디코딩 블록(120)으로 제공한다.

따라서, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템에서는 판독 광 경로(106)를 통해 판독 광이 저장 매체(104)로 조사될 때 판독 광을 회절시키는 간섭무늬에 의해 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터(즉, 바둑판 형상 무늬의 페이지) 이미지 광이 재생되고, 이러한 페이지 이미지 광이 CCD 카메라를 통해 촬상 및 광전 변환되어 페이지 이미지로서 디코딩 블록(120)으로 제공된다.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 홀로그래픽 재생 시스템에서 재생되는 한 페이지 단위의 엔코딩된 페이지 이미지를 디코딩하는 과정에 대하여 설명한다.

먼저, 디코딩 블록(120)은 페이지 이미지 처리 블록(121), 디모듈레이션 블록(123), ECC 디코딩 블록(125) 및 메모리 블록(127)을 포함한다.

도 1을 참조하면, 페이지 이미지 처리 블록(121)은, 실질적으로 본 발명의 전처리 장치에 해당되는 부분인 것으로, 이미지 검출 수단(110)으로부터 제공되는 페이지 이미지에서 테두리 영역을 검출하고, 이에 기반하여 데이터 영역(예를 들면, 도 6a의 612)을 검출하며, 데이터 영역에 있는 픽셀 데이터들을 오우버 샘플링하여 N×N 사이즈의 데이터 이미지를 추출하는데, 본 발명에 따라 페이지 이미지로부터 데이터 이미지를 추출하는 구체적인 과정에 대해서는 그 세부적인 블록 구성을 도시한 도 2를 참조하여 후에 상세하게 기술한다.

이어서, 디모듈레이션 블록(123)은 페이지 이미지 처리 블록(121)으로부터 제공되는 엔코딩된 데이터 이미지를 엔코딩 전의 원 데이터로 디코딩, 예를 들어 6:4, 8:6, 12:8 등 데이터 변환 방식으로 픽셀 데이터를 디코딩하고, ECC 디코딩 블록(125)에서는 재생 데이터 이미지에 삽입된 에러 정정 코드를 이용하는 에러 정정 디코딩을 통해 재생 데이터 이미지의 에러를 정정하며, 이와 같이 에러 정정을 수행한 한 페이지의 데이터 이미지는 재생 측으로의 전달을 위해 메모리 블록(127)에 저장된다.

다음에, 본 발명에 따라 홀로그래픽 시스템에서 재생되는 홀로그램 데이터를 전처리하는 과정에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 장치에 대한 블록구성도로서, 메모리 블록(1211), 픽셀합 최대값 검출 블록(1213), 최적 최대값 결정 블록(1215), 왜곡 오차값 산출 블록(1217), 보정 위치 결정 블록(1219) 및 오우버 샘플링 블록(1221)을 포함한다.

도 2를 참조하면, 메모리 블록(1211)에는 도 1의 이미지 검출 수단(110)으로부터 제공되는 페이지 이미지가 저장되는데, 픽셀합 최대값 검출 블록(1213)은 메모리 블록(1211)으로부터 제공되는 페이지 이미지에 대해 각 행 라인의 픽셀 총합과 각 열 라인의 픽셀 총합을 산출하는 방식을 통해, 일 예로서 도 7에 도시된 바와 같이, 양쪽의 테두리 위치를 검출한다. 즉, 일 예로서 도 7에 도시된 바와 같이, 왼쪽 모서리(왼쪽 테두리 위치)로서 140(즉, 140번째 픽셀 위치)을 검출하고, 오른쪽 모서리(오른쪽 테두리 위치)로서 877(즉, 877번째 픽셀 위치)을 검출한다.

이어서, 최적 최대값 결정 블록(1215)에서는 왼쪽 모서리의 픽셀 총합값과 그 좌우에 각각 위치하는 픽셀 총합값들(각 하나의 픽셀 총합값들)을 커브 피팅(curve fitting)하여 최적의 곡선(도 3의 3a)을 구함으로써, 일 예로서 도 3의 3a로 표시된 바와 같은 형태의 최적 곡선을 얻는다. 즉, 왼쪽 모서리의 위치가 140번째 픽셀 위치일 때 139번째 픽셀 위치의 픽셀 총합값과 141번째 픽셀 위치의 픽셀 총합값들을 이용하는 커브 피팅을 통해 최적의 곡선을 얻을 수 있다. 도 3에 있어서, 참조번호 3b는 종래의 방법에 따라 찾은 왼쪽 모서리의 최대값을 나타낸다. 다시, 곡선 값들을 미분하여 그 기울기가 "0"인 최대값을 산출하면 왼쪽 모서리에서의 최적 최대값은 140.36이 된다. 즉, 실제적인 왼쪽 모서리의 최적 최대값의 위치는 정수로서 떨어지는 140번째 픽셀의 위치가 아니라 소수점을 갖는 140.36 위치가 된다.

또한, 최적 최대값 결정 블록(1215)에서는, 상기한 왼쪽 모서리를 처리하는 과정과 동일한 과정을 통해, 오른쪽 모서리의 픽셀 총합값과 그 좌우에 각각 위치하는 픽셀 총합값들(각 하나의 픽셀 총합값들)을 커브 피팅(curve fitting)하여 최적의 곡선(도 4의 4a)을 구함으로써, 일 예로서 도 4의 4a로 표시된 바와 같은 형태의 최적 곡선을 얻는다. 즉, 오른쪽 모서리의 위치가 877번째 픽셀 위치일 때 876번째 픽셀 위치의 픽셀 총합값과 878번째 픽셀 위치의 픽셀 총합값들을 이용하는 커브 피팅을 통해 최적의 곡선을 얻을 수 있다. 도 4에 있어서, 참조번호 4b는 종래의 방법에 따라 찾은 오른쪽 모서리의 최대값을 나타낸다. 다시, 곡선 값들을 미분하여 그 기울기가 "0"인 최대값을 산출하면 오른쪽 모서리에서의 최적 최대값은 876.89가 된다. 즉, 실제적인 오른쪽 모서리의 최적 최대값의 위치는 정수로서 떨어지는 877번째 픽셀의 위치가 아니라 소수점을 갖는 876.89 위치가 된다.

한편, 본 실시 예에서는 왼쪽 모서리 및 오른쪽 모서리의 주변의 각 한 라인의 픽셀 총합값들을 이용하는 커브 피팅을 통해 최적의 곡선을 구하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 인접하는 두 라인 이상, 즉 n 라인의 픽셀 총합값들을 이용하여 커브 피팅을 할 수 있음은 물론이다.

다음에, 왜곡 오차값 산출 블록(1217)에서는 이상적인(이론적인) 픽셀 데이터 영역(왼쪽 테두리 영역 + 데이터 이미지 영역 + 오른쪽 테두리 영역)과 측정 결과에 대한 픽셀 데이터 영역간의 왜곡 오차값을 산출한다. 여기에서, 측정 결과에 대한 픽셀 데이터 영역이라 함은 상술한 최적 최대값 결정 블록(1215)에서 결정한 왼쪽 모서리(일측 모서리)에서의 최적 최대값 위치와 이에 대응하는 오른쪽 모서리(타측 모서리)에서의 최적 최대값 위치 및 데이터 이미지의 픽셀 개수에 근거하는 기준 위치 값(이미지 테두리 사이의 거리)을 나타냅니다.
예를 들어, 왼쪽 모서리의 위치가 140.36이고 이미지 테두리 사이의 거리가 735(0부터 735)이므로, 이론적인(혹은 이상적인) 오른쪽 모서리 위치는 140.36 + 735 = 875.36 인데 반해, 실제로 검출된 오른쪽 모서리의 위치는 876.89 이므로, 실제적인 왜곡 오차값은 1.53 픽셀이 된다. 즉, 저장 매체로부터 재생된 페이지 이미지에 포함된 데이터 이미지가 1.53 픽셀만큼 늘어난 것이다.

삭제

따라서, 보정 위치 결정 블록(1219)에서는 산출된 왜곡 오차값에 의거하여, 왼쪽 모서리의 최적 최대값 위치와 오른쪽 모서리의 최적 최대값 위치 사이에서 서브 픽셀 간격으로 보정 위치를 결정한다. 여기에서, 보정 위치는 샘플링을 수행할 때 3×3 마스크를 이용하여 3픽셀씩 건너뛰면서 가운데 픽셀을 추출할 때 3픽셀이 아니라 4픽셀을 건너뛰는 위치를 의미한다.

예를 들어, 왼쪽 모서리의 최적 최대값이 140.36이고 오른쪽 모서리의 최적 최대값이 876.89이며, 이론적인(이상적인) 오른쪽 모서리의 위치가 875.36이고 실 제로 검출된 오른쪽 모서리의 위치는 876.89 라고 가정할 때, 예로서 도 5에 도시된 바와 같이, 875 픽셀과 877 픽셀 사이의 서브 픽셀 위치인 875.5 픽셀과 876.5 픽셀의 위치에 207.0 픽셀 위치와 688.4 픽셀 위치가 보정 위치로 결정될 것이다. 도 5에 있어서, x축은 재생 데이터에서 측정한 오른쪽 테두리의 위치 점들을 의미하고, y축은 이론적인(이상적인) 오른쪽 테두리의 위치 점들을 의미한다.

따라서, 오우버 샘플링 블록(1221)에서는 보정 위치 결정 블록(1219)으로부터 제공되는 보정 위치에 의거하여 오우버 샘플링을 수행, 예를 들어 3×3 마스크를 이용하여 3픽셀씩 건너뛰면서 가운데 픽셀을 추출하지만, 보정 위치에서는 4픽셀을 건너뛰는 방식으로 실제 데이터 픽셀을 추출한다. 예를 들어, 720×720의 데이터 이미지로부터 240×240의 데이터 이미지를 추출하며, 이와 같이 추출된 데이터 이미지는 후속하는 디코딩 처리를 위해 도 1의 디모듈레이션 블록(123)으로 전달한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 재생된 페이지 이미지에 삽입된 데이터 이미지의 좌우 방향에서의 픽셀 데이터 보정에 대하여 설명하였으나, 데이터 이미지의 상하 방향에서의 픽셀 데이터 보정 또는 동일한 방법으로 실현할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 왜곡이 발생한 픽셀 수만큼 데이터 이미지를 균등 분할하여 한 픽셀 단위로 왜곡 보정을 수행하는 전술한 종래 방식과는 달리, 각 모서리 위치의 주변 행 픽셀 총합 값들을 이용하는 커브 피팅(curve fitting) 기법을 이용하여 선형적인 최적의 곡선을 구하고, 이를 통해 모서리의 최적 최대 값을 결정하며, 결정된 최적 최대 값을 이용하는 왜곡 오차 산출을 통해 서브 픽셀 단위의 보정 위치를 결정하고, 이 결정된 보정 위치에 의거하는 서브 픽셀 보정을 통한 오우버 샘플링을 수행함으로써, 보다 양질의 재생 이미지를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 기준 광과 데이터 이미지를 신호 광으로 변조한 신호 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬로 기록한 홀로그램 데이터를 저장 매체로부터 재생하여 전처리하는 장치로서,

   상기 저장 매체로부터 재생되는 페이지 이미지에 대해 행 및 열 단위로 픽셀 총합값을 산출하여 상기 페이지 이미지의 각 모서리를 검출하고, 검출된 각 모서리의 픽셀합 최대값을 검출하는 수단과,

   상기 픽셀합 최대값의 좌우에 각각 인접하는 각 n라인의 픽셀 총합값들을 이용하는 커브 피팅을 통해 최적 곡선을 생성하고, 이 생성된 곡선 상에서의 최적 최대값을 결정하는 수단과,

   상기 각 모서리 중 일측 모서리에서의 최적 최대값 위치와 데이터 이미지의 픽셀 개수에 근거하는 기준 위치 값과 상기 일측 모서리에 대응하는 타측 모서리에서의 최적 최대값 위치 값에 의거하여 상기 데이터 이미지의 왜곡 오차값을 산출하는 수단과,

   상기 산출된 왜곡 오차값에 의거하여, 상기 일측 모서리의 위치와 타측 모서리의 위치 사이에서 서브 픽셀 간격으로 보정 위치를 결정하는 수단과,

   상기 결정된 보정 위치에 의거하여 상기 데이터 이미지를 오우버 샘플링하는 수단

   을 포함하는 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 곡선 상에서의 최적 최대값은, 곡선 값들을 미분하여 기울기가 0 인 점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 장치.
3. 기준 광과 데이터 이미지를 신호 광으로 변조한 신호 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬로 기록한 홀로그램 데이터를 저장 매체로부터 재생하여 전처리하는 방법으로서,

   상기 저장 매체로부터 재생되는 페이지 이미지에 대해 행 및 열 단위로 픽셀 총합값을 산출하여 상기 페이지 이미지의 각 모서리를 검출하는 과정과,

   상기 검출된 각 모서리의 픽셀합 최대값을 검출하는 과정과,

   상기 픽셀합 최대값의 좌우에 각각 인접하는 각 n라인의 픽셀 총합값들을 이용하는 커브 피팅을 통해 최적 곡선을 생성하고, 이 생성된 곡선 상에서의 최적 최대값을 결정하는 과정과,

   상기 각 모서리 중 일측 모서리에서의 최적 최대값 위치와 데이터 이미지의 픽셀 개수에 근거하는 기준 위치 값을 산출하는 과정과,

   상기 산출된 기준 위치 값과 상기 일측 모서리에 대응하는 타측 모서리에서의 최적 최대값 위치 값에 의거하여 상기 데이터 이미지의 왜곡 오차값을 산출하는 과정과,

   상기 산출된 왜곡 오차값에 의거하여, 상기 일측 모서리의 위치와 타측 모서리의 위치 사이에서 서브 픽셀 간격으로 보정 위치를 결정하는 과정과,

   상기 결정된 보정 위치에 의거하여 상기 데이터 이미지를 오우버 샘플링하는 과정

   을 포함하는 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 곡선 상에서의 최적 최대값은, 곡선 값들을 미분하여 기울기가 0 인 점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 시스템에서의 재생 홀로그램 데이터 전처리 방법.

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