KR100794026B1 - Method for recording optical information, method for detection optical information and apparatus for detection optical information - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리 시스템의 구성을 나타낸 간략도이다. 1 is a simplified diagram showing the configuration of an optical information processing system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시에에 따른 공간 광변조기에 의해 제공되는 데이터페이지의 이미지를 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary view showing an image of a data page provided by a spatial light modulator according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광정보 검출장치의 구성 요소들을 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating components of an optical information detecting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광정보 검출장치의 동작 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operation flow of an optical information detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 데이터페이지의 이미지가 갖는 각 칼럼들의 광세기차 값을 나타낸 그래프이다.5A is a graph illustrating light intensity difference values of columns of an image of a data page according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 데이터페이지의 이미지가 갖는 각 로우들의 광세기차 값을 나타낸 그래프이다.5B is a graph illustrating light intensity difference values of rows in an image of a data page according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 광정보 기록방법, 광정보 검출방법 및 광정보 검출장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 데이터의 기록밀도를 향상시키도록 한 광정보 기록방법, 광정보 검출방법, 광정보 검출장치에 관한 것이다. The present invention relates to an optical information recording method, an optical information detecting method, and an optical information detecting device. More particularly, the present invention relates to an optical information recording method, an optical information detecting method, and an optical information detecting device for improving the recording density of data. It is about.
최근 들어, 초고속 데이터 통신 서비스, 디지털 방송 서비스 등의 대중화가 이루어지면서, 대용량의 데이터를 저장 및 재생할 수 있는 차세대 데이터 처리 시스템에 대한 요구가 급증하고 있다. 이러한 차세대 데이터 처리 시스템 중 가장 주목받는 시스템 중의 하나가 바로 홀로그래피(Holography)를 이용한 광 처리 시스템 즉, 홀로그래픽(Holographic) 광 처리 시스템이다.In recent years, as the high-speed data communication service and the digital broadcasting service are popularized, the demand for a next-generation data processing system capable of storing and reproducing a large amount of data is rapidly increasing. One of the most attention-producing systems of these next-generation data processing systems is a light processing system using holography, that is, a holographic light processing system.
홀로그래픽 광 정보 처리 시스템은 데이터 정보를 포함하는 신호광(Signal Beam)과 그 신호광과 다른 각도로부터 조사되는 기준광(Reference Beam)을 광 정보 저장매체의 소정 위치에서 교차시키고, 이때 발생하는 간섭패턴을 광 정보 저장매체에 저장한다. 또한, 저장된 데이터 정보의 재생 시에는 저장된 간섭패턴에 기준광만을 조사하고, 이때 간섭패턴에 의하여 발생하는 회절 이미지를 이용하여 원래의 데이터를 복원한다.The holographic optical information processing system crosses a signal beam including data information and a reference beam irradiated from an angle different from the signal beam at a predetermined position of the optical information storage medium, and intersects the interference pattern generated at this time. Store in an information storage medium. In addition, when the stored data information is reproduced, only the reference light is irradiated to the stored interference pattern, and original data is restored by using a diffraction image generated by the interference pattern.
이러한 홀로그래픽 광 정보 처리 시스템은 다양한 다중화 기법을 이용하여 광 정보 저장매체의 동일 위치에 데이터를 중첩시켜 저장하는 것이 가능하고, 그 중첩 저장된 데이터를 각각 분리하여 재생할 수 있기 때문에 초 대용량의 데이터 저장 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 다중화 기법에는 각도 다중화, 파장 다중화, 위상 부호 다중화 등이 있다.Such a holographic optical information processing system can store data at the same position of an optical information storage medium by using various multiplexing techniques, and can superimpose and reproduce the superimposed stored data, respectively, thereby providing a very large data storage system. Can be implemented. In this case, multiplexing techniques include angular multiplexing, wavelength multiplexing, and phase code multiplexing.
일반적으로 홀로그래픽 광 정보 처리 시스템은 디지털 데이터를 소정의 페이지 단위로 처리하는데, 이러한 페이지 단위의 데이터를 데이터페이지(Datapage)라고 칭한다. 다시 말해, 홀로그래픽 광 정보 처리 시스템은 데이터페이지 단위로 데이터를 처리한다.Generally, the holographic optical information processing system processes digital data in predetermined page units, and the data in such page units is called a datapage. In other words, the holographic optical information processing system processes data in units of data pages.
그 일례로, 홀로그래픽 광 정보 처리 시스템은 입력 데이터를 데이터페이지 단위로 인코딩한 뒤, 인코딩된 데이터페이지를 광학적으로 변조시켜 2차원적인 이미지로 변환한다. 이때, 변환된 데이터페이지의 이미지가 가지는 각각의 픽셀은 인코딩된 각각의 2진 데이터에 대응될 수 있다. 이러한 광학적 변조는 공간 광변조기(SLM : Spatial Light Modulator)를 통하여 수행될 수 있다.In one example, the holographic optical information processing system encodes input data in units of data pages and then optically modulates the encoded data pages to convert them into two-dimensional images. In this case, each pixel of the converted data page may correspond to each encoded binary data. Such optical modulation may be performed through a spatial light modulator (SLM).
변환된 데이터페이지의 이미지는 신호광에 투영되어 광 정보 저장매체의 소정 위치로 입사된다. 동시에, 소정 위치에는 신호광과 다른 각도로부터 조사되는 기준광이 입사된다. 이때, 입사되는 신호광과 기준광은 광 정보 저장매체 내에서 서로 간섭을 일으키고, 신호광에 담긴 데이터페이지의 이미지가 간섭패턴의 형태로 광 정보 저장매체에 기록된다. An image of the converted data page is projected onto the signal light and is incident to a predetermined position on the optical information storage medium. At the same time, the reference light irradiated from an angle different from the signal light is incident at the predetermined position. At this time, the incident signal light and the reference light interfere with each other in the optical information storage medium, and the image of the data page contained in the signal light is recorded in the optical information storage medium in the form of an interference pattern.
이와 같은 과정에 의하여 광 정보 저장매체에 기록된 데이터페이지의 이미지는 기준광을 간섭패턴에 조사함으로써 재생될 수 있다. 재생된 데이터페이지의 이미지는 수광배열소자, 예를 들면, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 또는 CCD(Charge Coupled Device) 등을 통하여 검출될 수 있다. 이때, 검출된 데이 터페이지의 이미지는 소정의 신호 처리 및 디코딩 과정을 거쳐 원본 데이터로 재생된다.By this process, the image of the data page recorded on the optical information storage medium can be reproduced by irradiating the interference pattern with the reference light. The image of the reproduced data page may be detected through a light receiving array element, for example, a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) or a charge coupled device (CCD). At this time, the detected image of the data page is reproduced as original data through a predetermined signal processing and decoding process.
한편, 데이터페이지에는 데이터가 저장된 데이터 영역의 위치를 용이하게 식별할 수 있도록 별도의 프레임 마크가 삽입된다. 이러한 프레임 마크는 데이터 영역의 둘레에 테두리 모양으로 배치되거나, 데이터 영역의 일부 모서리부에 배치되는 등 데이터페이지의 일부 영역을 차지하고 있다.On the other hand, a separate frame mark is inserted into the data page to easily identify the location of the data area in which the data is stored. These frame marks occupy a part of the data page, such as a border shape around the data area or a part of a corner of the data area.
그러나, 데이터 영역을 판별하기 위한 프레임 마크에는 어떠한 정보도 입력되지 않아, 데이터의 판별이 끝나면 무의미한 영역이다. 이러한 프레임 마크는 데이터페이지에서 차지하는 면적은 그리 크지 않지만. 실제로 해당영역만큼 데이터 저장 용량의 손실을 가져오게 되는 문제점을 가지고 있다.However, since no information is input to the frame mark for discriminating the data area, it is a meaningless area after the data discrimination is completed. These frame marks occupy very little area on the data page. In fact, there is a problem that the data storage capacity is lost as much as the corresponding area.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 데이터페이지에서 데이터 영역을 구분하는 프레임 마크에 데이터를 기록 및 검출할 수 있도록 하여, 데이터페이지의 면적대비 기록 및 재생 효율을 증가시키도록 한 광정보 기록방법, 광정보 검출방법 및 광정보 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and optical information recording is made so that data can be recorded and detected in a frame mark that divides a data area in a data page, thereby increasing the recording and reproduction efficiency relative to the area of the data page. It is an object of the present invention to provide a method, an optical information detecting method and an optical information detecting device.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광정보 기록방법은 입력 데이터를 페이지 단위로 인코딩하는 단계;상기 인코딩된 페이지 단위의 데이터를 데이 터 영역 및 상기 데이터 영역을 구분하기 위한 프레임 마크에 맵핑시켜 광학적으로 변조하는 단계;및 상기 변조된 데이터를 신호광에 로딩하여 저장매체에 저장하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, the optical information recording method according to the present invention comprises the steps of: encoding the input data in units of pages; by mapping the data of the encoded page unit to a data mark and a frame mark for distinguishing the data region Optically modulating; and loading the modulated data into signal light and storing the modulated data in a storage medium.
상기 데이터 영역 및 프레임 마크에 데이터를 맵핑 시켜 변조시키는 단계는, 상기 프레임 마크 및 상기 데이터 영역을 제외한 외부 영역은 오프픽셀로 이루어지며, 상기 프레임 마크와 상기 데이터 영역의 사이에는 적어도 하나 이상의 오프픽셀 라인을 삽입할 수 있다. Mapping and modulating data to the data area and the frame mark, wherein the frame mark and the outer area except the data area are made of off pixels, and at least one off pixel line is disposed between the frame mark and the data area. You can insert
한편, 본 발명에 따른 광정보 검출방법은 광정보 저장매체에 저장된 데이터페이지의 이미지를 검출하는 단계;상기 검출된 이미지의 광세기 분포를 분석하여, 상기 데이터페이지의 샘플링 시작의 기준픽셀을 검출하는 단계;및 상기 검출된 기준픽셀을 기준으로 상기 데이터페이지의 프레임 마크 및 데이터 영역에 저장된 데이터를 검출하는 단계;를 포함한다.On the other hand, the optical information detection method according to the present invention comprises the steps of: detecting an image of the data page stored in the optical information storage medium; by analyzing the light intensity distribution of the detected image, detecting the reference pixel at the start of sampling of the data page And detecting data stored in a frame mark and a data area of the data page based on the detected reference pixel.
상기 기준픽셀 검출 단계는 상기 검출된 데이터페이지 이미지 내의 각 칼럼이 갖는 광세기 정보와 각 로우가 갖는 광세기의 정보를 산출하는 단계;상기 산출된 각 칼럼의 광세기 정보를 그 이웃하여 접하는 두 칼럼의 광세기 정보와 비교하고, 상기 산출된 각 로우의 광세기 정보를 그 이웃하여 접하는 두 로우의 광세기 정보와 비교하는 단계;상기 비교 결과 상기 이웃하여 접하는 칼럼의 광세기 정보에 비하여 가장 큰 광세기의 차를 갖는 칼럼과, 상기 이웃하여 접하는 로우의 광세기 정보에 비하여 가장 큰 광세기의 차를 갖는 로우를 검출하는 단계;및 상기 검출된 칼럼과 로우가 교차되는 위치의 픽셀을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The detecting of the reference pixel may include calculating light intensity information of each column in the detected data page image and light intensity information of each row; two columns of adjacent neighboring light intensity information of each column. Comparing the calculated light intensity information of each row with the light intensity information of two rows adjacent to each other; and comparing the calculated light intensity information of each row with the maximum light intensity information of the adjacent neighboring columns. Detecting a column having a difference in intensity and a row having the largest difference in light intensity compared to light intensity information of the neighboring rows; and detecting a pixel at a position where the detected column and the row intersect with each other; It may include.
상기 광세기 정보는 해당 칼럼 또는 로우에 속하는 픽셀들이 가지는 광세기의 합일 수 있다.The light intensity information may be a sum of light intensities of pixels belonging to a corresponding column or row.
상기 기준픽셀은 상기 광정보의 검출 이미지의 첫 번째 칼럼과, 첫 번째 로우에 위치하는 픽셀일 수 있다.The reference pixel may be a pixel located in a first column and a first row of the detected image of the optical information.
한편, 본 발명에 따른 광정보 검출장치는 광정보 저장매체에 저장된 데이터페이지의 이미지를 검출하는 광 검출부;및 상기 검출된 이미지의 광세기 분포를 분석하여, 상기 데이터페이지의 샘플링시작 위치를 검출하여, 상기 데이터페이지의 프레임 마크 및 데이터 영역에 저장된 데이터를 검출하는 광정보 처리부;를 구비할 수 있다.On the other hand, the optical information detection apparatus according to the present invention includes a light detector for detecting an image of the data page stored in the optical information storage medium; and by analyzing the light intensity distribution of the detected image, by detecting the sampling start position of the data page And an optical information processor for detecting data stored in a frame mark and a data area of the data page.
상기 광정보 처리부는 상기 검출된 이미지의 광세기 분포를 분석하여, 상기 프레임 마크에서 샘플링 시작의 기준픽셀을 검출하는 기준픽셀 검출부;및 상기 검출된 기준픽셀을 시작위치로 하여 상기 프레임 마크 및 상기 데이터 영역의 데이터를 샘플링하는 샘플링부;를 구비할 수 있다.The optical information processing unit analyzes the light intensity distribution of the detected image to detect a reference pixel at the start of sampling in the frame mark; and the frame mark and the data using the detected reference pixel as a starting position. And a sampling unit for sampling data of the region.
상기 기준픽셀은 상기 데이터페이지 이미지가 갖는 상기 각 칼럼의 광세기 정보를 그 이웃하여 접하는 두 칼럼의 광세기 정보와 비교하여 상기 이웃하여 접하는 두 칼럼과 광세기의 차이가 가장 큰 칼럼을 추출하고, 상기 데이터페이지 이미지가 갖는 상기 각 로우의 광세기 정보를 그 이웃하여 접하는 두 로우의 광세기 정보와 비교하여 상기 이웃하여 접하는 두 로우와 광세기의 차이가 가장 큰 칼럼을 추출한 뒤, 상기 추출된 칼럼 및 로우가 교차되는 지점에 위치한 픽셀일 수 있다.The reference pixel compares the light intensity information of each column of the data page image with the light intensity information of two columns adjacent to each other, and extracts a column having the largest difference between the two adjacent columns and the light intensity, After comparing the light intensity information of each row of the data page image with the light intensity information of two rows adjacent to each other, the column having the largest difference between the two adjacent rows and the light intensity is extracted, and then the extracted column. And pixels positioned at intersections of rows.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광정보 검출장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an optical information detecting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리 시스템의 구성을 나타낸 간략도이다. 1 is a simplified diagram showing the configuration of an optical information processing system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리 시스템은 광을 제공하는 광원(110)과, 광을 기준광(Reference Beam;R)과 신호광(Signal Beam;S)으로 분할하여 제공하는 광 분리기(120)와, 기준광(R)을 광정보 저장매체(200)로 안내하는 제1 반사미러(101)와, 신호광(S)의 진행을 단속하는 셔터(130)와, 신호광(S)을 공간 광변조기(160)로 안내하는 제2 반사미러(102)를 구비한다.Referring to FIG. 1, an optical information processing system according to an exemplary embodiment of the present invention provides a
한편, 광 분리기(120)에서 반사되는 신호광(S)의 경로에는 입력 데이터를 인코딩시키는 데이터 인코딩부(140)와, 인코딩 된 데이터를 페이지 단위로 맵핑시키는 맵퍼(150)와, 데이터페이지를 변조시켜 신호광(S)에 로딩시키는 공간 광변조기(160)를 구비한다. On the other hand, in the path of the signal light (S) reflected by the
여기서, 도시되지 않았지만, 기준광 경로 상에는 기준광 처리를 위한 다수의 광학 렌즈 즉, 웨이스트 구성 렌즈, 빔 확장기 등이 구비되며, 신호광 경로 상에는 신호광 처리를 위한 다수의 광학 렌즈 즉, 리이미징 렌즈, 빔 확장기, 필드 렌즈 등이 구비될 수 있다.Although not shown, a plurality of optical lenses for reference light processing, that is, a waist configuration lens, a beam expander, and the like are provided on the reference light path, and a plurality of optical lenses for resolving signal light, that is, a reimaging lens, a beam expander, are provided on the signal light path. A field lens or the like may be provided.
광원(110)으로부터 조사된 광은 광 분리기(120)를 통하여 기준광(R) 및 신호광(S)으로 분리된다. 이때, 기준광(R)은 제1 반사미러(101)에 의해 반사되어 광정보 저장매체(200)로 입사된다. The light irradiated from the
여기서, 제1 반사미러(101)에는 엑츄에이터(미도시)가 설치될 수 있다. 이러한 엑츄에이터는 광정보 기록 시, 제1 반사미러(101)의 각도를 조절하며, 광정보 저장매체(200)에서 신호광(S)과 교차되는 기준광(R)의 각도를 다중화하여 광정보를 중첩하여 기록할 수 있도록 한다. Here, an actuator (not shown) may be installed in the
한편, 신호광(S)은 제2 반사미러(102)에 의해 반사되어 공간 광변조기(160)로 입사된다. 이때, 공간 광변조기(160)에는 데이터 인코딩부(140)에 의해 제공되는 인코딩된 페이지 단위의 2진 데이터 즉, 데이터페이지 정보가 입력된다. On the other hand, the signal light (S) is reflected by the second reflecting
데이터페이지 정보에는 프레임 마크 삽입 정보가 포함된다. 이때 프레임 마크 삽입 정보에는 2차원으로 이미지화되는 데이터페이지 내에 삽입될 프레임 마크의 위치 등과 같은 정보가 포함될 수 있다.The data page information includes frame mark insertion information. In this case, the frame mark insertion information may include information such as the position of the frame mark to be inserted in the data page imaged in two dimensions.
맵퍼(150)는 데이터 인코딩부(140)로부터 입력된 데이터페이지 정보에 따라 데이터를 맵핑하여 공간 광변조기(160)로 제공한다. 이때, 데이터페이지 정보에는 데이터 영역과, 데이터 영역을 구분하기 위한 프레임 마크 삽입 정보가 포함된다. 프레임 마크 삽입 정보는 광정보 검출장치(300)에도 저장되어 있다.The
이러한 프레임 마크가 삽입된 데이터 페이지에 관련된 내용은 이후 도 3을 통해 상세히 설명될 것이다. The contents related to the data page into which the frame mark is inserted will be described in detail later with reference to FIG. 3.
이와 같이, 맵퍼(150)는 인코딩 된 데이터를 데이터페이지의 데이터 영역과, 프레임 마크 내에 맵핑시켜 공간 광변조기(160)로 제공한다.In this way, the
공간 광변조기(160)는 맵퍼(150)로부터 입력된 데이터페이지 정보를 광학적으로 변조하여 2차원 이미지화된 된 데이터페이지를 생성하고, 이를 공간 광변조 기(160)로 입사된 신호광(S)에 로딩시켜 광정보 저장매체(200)로 입사시킨다.The spatial
이와 같이, 광정보 저장매체(200)에 기준광과 신호광이 입사되면, 광정보 저장매체(200)의 내부에서는 입사된 기준광(R)과 신호광(S) 간의 간섭에 의해 발생된 간섭패턴의 강도에 따라 내부 운동 전하의 광유도 현상(Light Induced Generation of Mobile Charge)이 발생하여 그 간섭패턴이 기록되게 된다. 이는 홀로그래픽 간섭무늬일 수 있다. As such, when the reference light and the signal light are incident on the optical
한편, 기록된 데이터의 재생을 위해서는 기준광(R)만을 광정보 저장매체(200)에 조사하면 된다. 즉, 재생 시에 광 분리기(120)에서 통과된 기준광(R)은 제1 반사미러(101)에 의해 광정보 저장매체(200)로 입사되며, 광 분리기(120)에서 반사된 신호광(S)은 셔터(130)에 의해 진행이 차단된다.In order to reproduce the recorded data, only the reference light R may be irradiated to the optical
이때, 제1 반사미러(101)으로 조사되는 기준광(R)은 광정보 저장매체(200)에 기록되어 있는 간섭무늬에 의해 회절되어 데이터페이지의 이미지가 재생된다. At this time, the reference light R irradiated to the
한편, 데이터페이지의 이미지가 진행되는 경로에는 데이터페이지의 이미지지에서 데이터 영역 및 프레임 마크로부터 데이터를 검출하여 복원하는 광정보 검출장치(300)와, 샘플링 된 데이터를 디코딩하는 데이터 디코딩부(400)를 구비한다.Meanwhile, the optical
재생된 데이터페이지의 이미지는 광정보 검출장치(300)에 의해 소정의 픽셀 매칭(Pixel Matching)으로 검출되고 이미지 보정 등의 일련 과정을 거친 뒤 샘플링 된다. 이어, 샘플링 된 데이터는 데이터 디코딩부(400)에 의해 디코딩됨으로써 원본 데이터로 복원된다.The image of the reproduced data page is detected by the pixel matching (Pixel Matching) by the optical
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공간 광변조기에 의해 제공되는 데이터페이 지의 이미지를 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary view showing an image of a data page provided by a spatial light modulator according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 데이터페이지(10)는 데이터 영역(13)과, 데이터 영역(13)을 구분하기 위한 프레임 마크(11)가 삽입되어, 데이터 영역(13) 및 프레임 마크(11) 내에는 데이터 인코딩부(140)로부터 2진 데이터로 코딩된 입력된 데이터가 맵퍼(150)에 의해 맵핑되어 있다.Referring to FIG. 2, in the
프레임 마크(11)는 데이터페이지(10)의 둘레에 테두리 형태로 배치되며, 데이터페이지(10)의 둘레에 테두리 형태를 이루는 각 변의 중심을 연결하여, 데이터 영역(13)을 복수개로 구분할 수 있다.The
여기서, 본 발명의 실시예에서는 복수개의 데이터 영역(13)은 프레임 마크(11)에 의해 4개로 구분되는 것으로 도시하고, 설명하고 있으나, 프레임 마크(11)의 위치나, 데이터 영역(13)의 수는 다양하게 설정 가능할 것이다.Here, in the embodiment of the present invention, the plurality of
한편, 데이터페이지(10)의 데이터 영역(13) 및 프레임 마크(11)을 제외한 외부 영역은 데이터가 맵핑되지 않은 오프 픽셀들로 이루어진다. 또한, 프레임 마크(11)와 각 데이터 영역(13)의 사이에는 적어도 하나 이상의 오프 픽셀 라인이 삽입될 수 있다. 따라서, 프레임 마크(11)는 이웃하여 인접하는 오프 픽셀 라인들 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 픽셀라인을 갖는다.On the other hand, the external area excluding the
이러한 프레임 마크(11) 및 데이터 영역(13)에는 데이터 인코딩부(140)로부터 2진 데이터로 코딩된 데이터가 온/오프 픽셀로 구분되어 맵핑되어 있다. Data coded as binary data from the
도 3은 본 발명의 실시에에 따른 광정보 검출 장치의 구성을 도시한 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of an optical information detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 광정보 검출장치(300)는 데이터페이지(10)의 이미지를 검출하는 광 검출부(310)와, 광 검출부(310)에 의해 검출된 검출 이미지에서 데이터 값들을 검출하는 광정보 처리부(330)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the optical
광 검출부(310)는 기준광(R)에 의해 광정보 저장매체(200)로부터 재생되는 데이터페이지(10)의 이미지를 검출한다. 이때, 광 검출부(310)는 1:1 픽셀 매칭 광학계 또는 1:N(N>1) 오버샘플링 광학계를 가질 수 있다. 이러한 광 검출부는 수광배열소자, 예를 들면, CCD 또는 CMOS 등으로 구현될 수 있다.The
한편, 광정보 처리부(330)는 광 검출부(310)에 의하여 검출된 이미지에서 광세기 분포를 분석하여 프레임 마크(11) 및 데이터 영역(13)의 샘플링 시작 위치를 검출하여, 샘플링을 수행한다.On the other hand, the optical
광정보 처리부(330)는 광 검출부(310)에 의하여 검출된 데이터페이지(10)의 검출 이미지가 가지는 광세기 분포를 분석하여 프레임 마크(11) 및 데이터 영역(13)의 샘플링의 시작이 되는 기준픽셀(10a) 위치를 판별하는 기준픽셀 검출부(331) 및 판별된 기준픽셀(10a) 위치를 이용하여 샘플링을 수행하는 샘플링부(333)를 구비할 수 있다.The
통상, 데이터 샘플링은 데이터페이지(10)의 검출 이미지 상에서 좌측에서 우측으로, 상부에서 하부로 비트 트레이싱(Bit Tracing)되므로, 샘플링 시작 위치는 데이터페이지(10) 검출 이미지 상에서 좌상단의 에지 부분에 존재하는 픽셀 즉, 기준픽셀(10a)을 의미할 수 있다.In general, since data sampling is bit tracing from left to right and top to bottom on the detection image of the
도 4는 본 발명의 실시에에 따른 광정보 검출 방법의 흐름을 도시한 순서도 이고, 도 5a는 본 발명의 실시에에 따른 데이터페이지의 이미지가 가지는 각 칼럼들의 광세기차 값을 도시하는 그래프이며, 도 5b는 본 발명의 실시에에 따른 데이터페이지의 이미지가 가지는 각 칼럼들의 광세기차 값을 도시하는 그래프이다. 4 is a flowchart illustrating a method of detecting optical information according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5A is a graph illustrating light intensity difference values of columns of an image of a data page according to an exemplary embodiment of the present invention. 5B is a graph illustrating light intensity difference values of columns of an image of a data page according to an embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5b에 도시된 그래프의 X축은 칼럼(또는 로우)의 수를 의미하고 Y축은 해당 칼럼(또는 로우)의 광세기차 값을 의미한다.5A to 5B, the X axis represents the number of columns (or rows), and the Y axis represents light intensity difference values of the corresponding columns (or rows).
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시에에 따른 광정보 검출 방법은 먼저, 광 검출부(310)는 광정보 저장매체(200)에 저장되어 기준광(R)에 의하여 재생되는 데이터페이지(10)의 이미지를 검출한다(S10).Referring to FIG. 4, in the optical information detecting method according to an exemplary embodiment of the present invention, first, the
이때, 광 검출부(310)에 의하여 검출되는 데이터페이지(10)의 이미지는 데이터페이지(10)에 대한 검출 이미지 및 외부 영역이 포함될 수 있다. 외부 영역은 데이터가 없기 때문에 오프 픽셀들로 이루어진다.In this case, the image of the
따라서, 데이터페이지(10)의 이미지에서 데이터페이지(10)의 검출 이미지에 담긴 정보만을 추출하여 샘플링하려면 샘플링 시작 위치를 검출하여야 한다.Therefore, in order to extract and sample only the information contained in the detection image of the
이에, 기준픽셀 검출부(331)는 광 검출부(310)에 의하여 검출된 데이터페이지(10)의 이미지의 광세기 분포 정보를 연산하여, 데이터페이지(10) 검출 이미지로부터 데이터를 샘플링하기 위한 시작점인 기준픽셀(10a)을 검출한다.Accordingly, the
기준픽셀(10a)을 검출하기 위하여, 기준픽셀 검출부(331)는 검출된 데이터페이지(10) 이미지의 각 칼럼이 갖는 광세기의 합과 데이터페이지(10) 이미지의 각 로우가 갖는 광세기의 합을 산출한다(S20).In order to detect the
이어서, 기준픽셀 검출부(331)는 각 칼럼이 갖는 광세기의 합에서, 그 칼럼 의 이전 칼럼이 갖는 광세기의 합에 그 칼럼의 이후 칼럼이 갖는 광세기의 합을 더한 값을 차감하여 광세기차 값을 각각 연산한다. Subsequently, the reference
또한, 기준픽셀 검출부(331)는 각 로우가 갖는 광세기의 합에서, 그 로우의 이전 로우가 갖는 광세기의 합에 그 로우의 이후 로우가 갖는 광세기의 합을 더한 값을 차감하여 광세기차 값을 각각 연산한다(S30). In addition, the
상기 광세기차 값은 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The light intensity difference value may be expressed by Equation 1 below.
이때, Ii는 i째 칼럼(또는 로우)의 광세기차 값, SUMi는 i번째 칼럼(또는 로우)이 가지는 픽셀들의 광세기합 값, SUMi-1는 i-1번째 칼럼(또는 로우)이 가지는 픽셀들의 광세기합 값, SUMi+1는 I+1번째 칼럼(또는 로우)이 가지는 픽셀들의 광세기합 값을 의미한다.Where I i is the light intensity difference value of the i th column (or row), SUM i is the light intensity sum value of the pixels of the i th column (or row), and SUM i-1 is the i-1 th column (or row) The light intensity value of the pixels, SUM i + 1, denotes the light intensity value of the pixels of the I + 1th column (or row).
각 칼럼의 광세기차 값과 각 로우의 광세기차 값이 연산되면, 기준픽셀 검출부(331)는 가장 큰 광세기차 값을 갖는 칼럼 및 로우를 각각 추출한다. 이러한 과정을 통하여, 데이터페이지 검출 이미지의 첫 번째 칼럼과 첫 번째 로우를 검출할 수 있다(S40).When the light intensity difference value of each column and the light intensity difference value of each row are calculated, the
왜냐하면, 데이터페이지(10)는 데이터 정보를 가지는 데이터 영역(13)으로 구성되므로, 데이터페이지(10)의 검출 이미지는 온 픽셀들과 오프 픽셀들이 혼재된 구성을 가진다. 따라서, 데이터페이지(10)의 이미지 중 데이터페이지(10)의 검출 이미지 내에 존재하는 칼럼들 또는 로우들은 평균적으로 일정 수준 이상의 광세기합 값을 가질 것이다. Because the
반면, 데이터페이지(10)의 이미지 중 외부 영역 및 프레임 마크(11)와 데이터 영역(13) 사이에 위치하는 픽셀라인은 모두 오프 픽셀들로 이루어지기 때문에, 외부 영역 및 프레임 마크(11)와 데이터 영역사이에 위치하는 픽셀라인에 존재하는 칼럼들 또는 로우들은 매우 미약한 광세기합 값을 가진다.On the other hand, since the pixel lines positioned between the outer region and the
따라서, 데이터페이지(10) 검출 이미지의 첫 번째 칼럼이 가지는 광세기합에서 외부 영역인 이전 칼럼의 광세기합을 차감하면 가장 큰 광세기차 값이 검출될 것이다. 마찬가지로, 데이터페이지(10) 검출 이미지의 첫 번째 로우가 가지는 광세기합에서 외부 영역인 이전 로우의 광세기합을 차감하면 가장 큰 광세기차 값이 검출될 것이다.Accordingly, the maximum light intensity difference value will be detected by subtracting the light intensity sum of the previous column, which is the outer region, from the light intensity sum of the first column of the
도 6a를 참조하면, 데이터페이지(10)의 검출 이미지가 시작되는 첫 번째 칼럼 즉, 데이터페이지(10)의 이미지의 50번째 칼럼의 광세기차 값이 다른 칼럼들의 광세기차 값보다 월등히 큰 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6A, it can be seen that the light intensity difference value of the first column where the detection image of the
또한, 도 6b를 참조하면, 데이터페이지(10)의 검출 이미지가 시작되는 첫 번째 로우 즉, 데이터페이지의 이미지의 50번째 로우의 광세기차 값이 다른 로우들의 광세기차 값보다 월등히 큰 것을 알 수 있다.6B, it can be seen that the light intensity difference value of the first row where the detection image of the
데이터페이지(10)의 이미지 중 데이터페이지(10)의 검출 이미지가 시작되는 첫 번째 칼럼과 첫 번째 로우가 추출되면, 기준픽셀 검출부(331)는 추출된 첫 번째 칼럼과 첫 번째 로우의 교차점에 위치하는 픽셀을 검출한다. 즉, 샘플링 시작 위치인 기준픽셀(10a)을 검출하는 것이다(S50).If the first column of the image of the
이와 같이 검출된 샘플링 시작 위치 즉, 기준픽셀(10a)을 이용하면, 데이터페이지(10)검출 이미지 상에서 기준픽셀(10a)을 기준으로 특정 칼럼 및 로우 떨어진 거리에 위치하는 다른 프레임 마크(11)를 찾을 수 있을 것이다. When the sampling start position detected in this way, that is, the
여기서, 샘플링부(333)는 기준픽셀(10a)를 기준점으로 하여 데이터페이지 전반에 걸쳐 샘플링을 수행한다. 즉 데이터페이지(10)의 좌측상단에서, 우측하단으로 순차적으로 샘플링을 수행하여, 프레임 마크(11) 및 데이터 영역(13)의 데이터를 샘플링하는 것이다.Here, the
또한, 다른 실시예로, 샘플링부(333)는 기준픽셀(10a)로부터 프레임 마크(11)저장된 데이터를 제1 샘플링하며, 기준픽셀(10a)에서 설정값에 따라 이격된 픽셀로부터 데이터 영역(13)장된 데이터를 제2 샘플링을 수행할 수 있다.Also, in another embodiment, the
여기서, 기준픽셀(10a)에서 설정값에 따라 이격된 픽셀은 데이터페이지(10) 이미지가 갖는 각 칼럼의 광세기 정보를 그 이웃하여 접하는 두 칼럼의 광세기 정보와 비교하여 이웃하여 접하는 두 칼럼과 광세기의 차이가 가장 작은 칼럼을 추출하고, 데이터페이지(10) 이미지가 갖는 각 로우의 광세기 정보를 그 이웃하여 접하는 두 로우의 광세기 정보와 비교하여 이웃하여 접하는 두 로우와 광세기의 차이가 가장 작은 로우 추출하여, 추출된 칼럼 및 로우가 교차되는 지점의 픽셀이 된다.Here, the pixels spaced apart from the
이와 같이, 샘플링부(333)는 이미지 보정 등의 일련의 과정을 거친 뒤, 각 데이터 영역(13) 및 프레임 마크(11)에서 샘플링 가능한 픽셀들의 데이터 값을 차 례로 샘플링하여, 원본 데이터의 데이터 픽셀 값들을 검출한다(S60).As described above, the
이어서, 샘플링 된 데이터 픽셀 값들을 데이터 디코딩부(400)에서 디코딩하며, 원본 데이터가 복원된다.Subsequently, the sampled data pixel values are decoded by the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 광정보 기록방법, 광정보 검출방법 및 광정보 검출장치는 데이터페이지의 데이터 영영뿐만 아니라 프레임 마크에도 데이터를 기록 및 검출하도록 하여, 데이터페이지의 면적대비 기록 및 재생 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the optical information recording method, the optical information detecting method, and the optical information detecting apparatus according to the present invention record and detect the data not only in the data area of the data page but also in the frame mark, thereby recording and reproducing the area of the data page. There is an effect that can increase the efficiency.
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Citations (4)
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KR20050107707A (en) * | 2004-05-10 | 2005-11-15 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | Apparatus for restorating data of holographic system and method therefor |
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