KR100812917B1 - 광정보의 모듈레이션 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치 - Google Patents

광정보의 모듈레이션 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광정보의 모듈레이션 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치에 관한 것으로, 광원; 상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 신호광으로 분리하는 광분할기; 상기 신호광에 데이터를 적재하는 공간 광변조기; 상기 기준광에 의해 기록매체에서 재생되는 재생광을 검출하는 검출기;를 구비하며, 상기 데이터를 3:4 모듈레이션 코드 변환을 통하여 4개의 픽셀에 맵핑하고, 맵핑된 이미지 블록을 상기 공간변조기로 제공하는 데이터 인코딩부 및 상기 검출기에서 검출되는 상기 이미지 블록을 3:4 모듈레이션 코드변환을 통하여 디모듈레이션하는 데이터 디코딩부를 구비하며, 이에 따라 2:4모듈레이션 코드 변환에 비하여 부호율을 향상시킬 수 있음과 동시에 6:8모듈레이션 모드 변환에 비하여 복호성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

광정보의 모듈레이션 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치{Method for modulation of optical information and apparatus for optical information processing by using the same}
도 1은 본 발명은 종래 기술에 따른 2:4모듈레이션 코드 변환을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광정보 처리장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 부호화를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 복호화를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 3:4모듈레이션 코드 변환을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 3:4모듈레이션 코드 변환의 인코딩에 의한 부호 오류율을 나타낸 그래프이다.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **
100 : 광정보 기록/재생
110 : 광원
120 : 광분할기
130 : 다중화기
140 : 공간 광변조기
150 : 광정보 검출기
160 : 등화기
170 : 데이터 인코딩부
180 : 데이터 디코딩부
본 발명은 광정보 처리장치의 모듈레이션 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광정보의 코드변환시 3:4모듈레이션 코드(3:4 modulation code)사용하여 부호율(code rate)을 향상시킨 광정보의 모듈레이션 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치에 관한 것이다.
광정보를 처리하는 광정보 처리장치로는 CD(compact disc), DVD(digital versatile disc), HD-DVD, 블루레이 디스크, 근접장 광 처리 장치 등이 있다. 최근 들어, 대용량 저장 능력을 갖는 차세대 저장 시스템에 대한 요구가 증대되면서, 홀로그래피(holography)를 이용한 광정보 처리 장치가 주목받고 있다.
이러한 홀로그래피를 이용한 광정보 처리장치는 이미지 정보의 기록 및 재생 의 원리상 페이지 지향적인 메모리(page-oriented memory)로써, 병렬 신호 처리 방식의 입출력 방식을 사용하여, 비트 단위 방식의 CD나 DVD에 비해 근본적으로 데이터 전송률을 고속화할 수 있다. 또한, 이미지 정보를 기록매체의 동일 장소에 중첩 기록하는 다중화 기법을 통해 저장밀도를 비약적으로 향상시킬 수 있다.
한편, 홀로그래피를 이용한 광정보 처리장치는 원본 데이터의 이미지 정보를 포함하는 신호광(information beam)과 기준광(reference beam)을 광정보 기록매체(recording medium)로 중첩시켜 조사하고, 이로 인한 간섭패턴(interference pattern)을 광정보 기록매체에 기록한다.
그리고 기록된 광정보를 재생하기 위해서는, 기준광을 광정보 기록매체로 조사하면, 기준광이 상기 간섭패턴에 의해 회절되어 재생광이 발생한다. 기록용 기준광과 재생용 기준광이 동일하면 기록시 신호광에 포함된 광정보와 동일한 광정보가 포함된 재생광이 발생한다.
한편, 재생광을 통해 재생되는 데이터페이지의 이미지는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 또는 CCD(charge coupled device)와 같은 수광배열소자를 통해 검출된다. 검출된 데이터페이지는 일련의 신호 처리 및 디코딩 과정을 거쳐 원본 데이터로 복원된다.
이러한 과정에서 광정보를 기록 및 재생하기 위해서는 데이터의 인코딩 및 디코딩과정이 필요하다. 이에 종래에서는 일반적으로 2:4모듈레이션 코드변환 등의 방법을 통하여 데이터의 인코딩 및 디코딩을 실시하였다 첨부한 도면을 참조하여 2:4모듈레이션 코드변환을 간략히 설명한다.
도 1은 본 발명은 종래 기술에 따른 2:4모듈레이션 코드 변환을 나타낸 예시도이다.
도시한 바와 같이 2:4모듈레이션 코드변환은 입력되는 2비트(bit)의 데이터를 그에 대응되는 4개의 픽셀로 변환시킨다. 즉, 입력되는 2비트의 데이터에 따라 하나의 온-픽셀과 3개의 오프-픽셀을 갖는 4개의 픽셀로 구성된 코드 변환을 실시한다.
예를 들어 도시한 바와 같이 각가 0 또는 1의 값을 갖는 2비트의 데이터일 경우에는 4개의 픽셀 중 지정된 하나의 픽셀이 가장 밝은 값(온-픽셀)을 갖도록 하고 나머지 3개의 픽셀 어두운 값(오프-픽셀)을 갖도록 하여, 각각 (0 0),(0 1),(1 0), (1 1)로 입력되는 2비트의 데이터를 인코딩할 수 있으며, 디코딩시에는 4개 픽셀중 가장 밝은 값(온-픽셀)의 위치를 판독하여 원래의 데이터인 2비트의 값을 산출할 수 있다.
그런데 상술한 바와 같은 2:4모듈레이션 코드 변환은 2비트의 데이터를 4개의 픽셀로 복호화하는 것으로 온-픽셀의 비율이 오프-픽셀에 대하여 1/4로 이미지의 밝기를 줄일 수 있는 효과가 있으나, 그 부호율이 0.5에 해당하여 다른 모듈레이션 코드 변환(예를 들어 6:8모듈레이션 코드 변화)에 대하여 상당히 좋지 않은 문제점이 있다.
이에 2:4모듈레이션 코드 변화의 부호율을 보완하고자 6:8모듈레이션 코드 변환 등의 방법이 제시되었으나 6:8모듈레이션 코드 변환의 경우 그 부호율을 0.75로 향상시킬 수 있으나, 그 변환과정이 복잡하여 2:4모듈레이션 코드 변환에 비하 여 복호성능이 떨어지는 문제점이 있다.
이에 따라 2:4모듈레이션 코드 변환의 복호성능과, 6:8모듈레이션 코드 변환의 부호율에 비하여 향상된 복호성능과, 부호율을 갖는 모듈레이션 코드 변환방법의 개발이 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 3:4모듈레이션 코드 변환을 사용하여 보다 향상된 복호성능과, 부호율을 갖는 광정보의 모듈레이션 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광정보의 모듈레이션 방법은, 광정보 처리장치의 광정보 데이터 비트를 이미지 블록으로 모듈레이션하는 방법에 있어서, 상기 데이터 비트 중 첫 번째 데이터 비트를 이용하여 상기 이미지 블록의 모드를 구분하는 단계; 상기 모드 구분단계에서 구분되는 모드에 따라 상기 데이터 비트 중 두 번째 및 세 번째 비트를 4개의 픽셀에 맵핑하는 단계;를 포함한다.
상기 모드 구분단계에 따라 상기 첫 번째 데이터 비트가 0일 경우 1개의 온-픽셀과, 3개의 오프-픽셀로 맵핑되고, 상기 첫 번째 데이터 비트가 1인 경우 1개의 오프-픽셀과 3개의 온-픽셀로 맵핑된다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광정보의 디모듈레이션 방법 은, 광정보 처리장치의 광정보 이미지 블록을 데이터 비트로 디모듈레이션하는 방법에 있어서, 상기 이미지 블록에서 판독되는 4개의 픽셀 중 두 번째 농도의 픽셀과 세 번째 농도의 픽셀의 농도 평균치에 따라 상기 이미지 블록의 모드를 설정하는 단계; 설정된 모드에 따라 상기 이미지 블록에서 데이터비트를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 이미지 블록의 모드를 설정하는 단계에서 판독되는 상기 이미지 블록의 모드에 따라 첫 번째 비트가 산출되고, 상기 이미지 블록의 픽셀 맵핑에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트가 산출된다.
상기 이미지 블록의 모드에 따라 온-픽셀의 위치에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트의 값이 산출된다.
상기 이미지 블록의 모드에 따라 오프-픽셀의 위치에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트의 값이 산출된다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광정보 처리장치는, 광원; 상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 신호광으로 분리하는 광분할기; 상기 신호광에 데이터를 적재하는 공간 광변조기; 상기 기준광에 의해 기록매체에서 재생되는 재생광을 검출하는 검출기;를 구비하며, 상기 데이터를 3:4 모듈레이션 코드 변환을 통하여 4개의 픽셀에 맵핑하고, 맵핑된 이미지 블록을 상기 공간변조기로 제공하는 데이터 인코딩부 및 상기 검출기에서 검출되는 상기 이미지 블록을 3:4 모듈레이션 코드변환을 통하여 디모듈레이션하는 데이터 디코딩부를 구비한다.
상기 데이터 인코딩부는, 데이터를 변환하여 3개의 비트를 갖는 데이터 비트 를 생성하는 인코더; 상기 인코더에 의해 생성된 상기 데이터 비트를 3:4 모듈레이션 코드변환 시키는 3:4 모듈레이터를 구비한다.
상기 3:4모듈레이터는, 상기 데이터 비트 중 첫 번째 데이터 비트를 이용하여 변환될 픽셀의 모드를 설정하고, 상기 데이터 비트 중 두 번째 및 세 번째 비트에 따라 4개의 픽셀로 구성된 블록에 맵핑시킨다.
상기 첫 번째 데이터 비트에 의해 설정되는 모드에 따라 상기 첫 번째 데이터 비트가 0일 경우 1개의 온-픽셀과, 3개의 오프-픽셀로 맵핑되고, 상기 첫 번째 데이터 비트가 1인 경우 1개의 오프-픽셀과 3개의 온-픽셀로 맵핑된다.
상기 데이터 디코딩부는 상기 검출기에 의해 판독되는 상기 이미지 블록에서 3:4 모듈레이션 코드 변환시키는 3:4 디모듈레이터; 상기 3:4 디모듈레이터에서 얻어지는 상기 데이터 비트를 디코딩는 디코더를 구비한다.
상기 3:4디모듈레이터는, 상기 이미지 블록에서 판독되는 4개의 픽셀 중 두 번째 농도의 픽셀과 세 번째 농도의 픽셀의 농도 평균치에 따라 상기 이미지 블록의 모드를 설정하고, 설정된 모드에 따라 상기 이미지 블록에서 데이터비트를 산출한다.
상기 이미지 블록의 모드 판독에 따라 첫 번째 비트가 산출되고, 상기 이미지 블록의 픽셀 맵핑에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트가 산출된다.
상기 이미지 블록의 모드에 따라 온-픽셀의 위치에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트의 값이 산출된다.
상기 이미지 블록의 모드에 따라 오프-픽셀의 위치에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트의 값이 산출된다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 각 구성요소들의 명칭은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이며, 정의된 각각의 명칭들은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭 될 수 있다. 그리고 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된 것으로, 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지는 않는다.
또한, 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있으며, 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광정보의 모듈레이션 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치를 상세히 설명한다.
먼저 첨부한 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 광정보 처리장치를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 광정보 처리장치(100)는, 광원(110), 광분할기(beam splitter)(120), 다중화기(130), 공간 광변조기(spatial light modulator)(140), 광정보 검출기(150), 등화기(equalizer)(160), 데이터 인코딩부(170) 및 데이터 디코딩부(180)를 구비한다.
이에 광원(110)에서 조사된 광은 광분할기(120)를 통하여 기준광(R) 및 신호광(S)으로 분리된다. 기준광(R)은 제 1셔터(190a)를 지나 다중화기(130)에 의하여 반사되어 광정보 기록매체(D)로 소정 각도로 입사된다.
신호광(S)은 제 2셔터(190b)를 지나, 반사경에 의하여 경로가 바뀌어 공간 광변조기(140)로 입사된다. 이때, 공간 광변조기(140)에는 데이터 인코딩부(170)에 의하여 제공되는 인코딩된 페이지 단위의 2진 데이터 즉, 데이터페이지 정보가 입력된다. 데이터 인코딩부(170)는 입력된 데이터를 3:4모듈레이션 코드 변환에 따른 부호화에 의해 2진 데이터를 부호화하여, 페이지 단위로 공간 광변조기(140)에 제공한다.
공간 광변조기(140)는 데이터 인코딩부(170)로부터 입력된 데이터페이지 정보를 광학적으로 변조하여 2차원 이미지화된 된 데이터페이지를 생성하고, 이를 상기 입사된 신호광(S)에 투영시켜 광정보 기록매체(D)로 입사시킨다.
광정보 기록매체(D)에 기준광(R)과 신호광(S)이 입사되면, 광정보 기록매체(D)의 내부에서는 입사된 기준광(R)과 신호광(S) 간의 간섭에 의하여 발생된 간섭패턴의 강도에 따라 내부 운동 전하의 광유도 현상(light induced generation of mobile charge)이 발생하여 그 간섭패턴이 기록되게 된다.
다중화기(130)는 기준광(R)이 광정보 기록매체(D)로 입사되는 각도를 조절하여, 각도 다중화를 구현한다. 다중화기(130)는 갈바노 미러와 같은 회전미러로 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 기록된 데이터의 재생을 위해서는 기준광(R) 만을 광정보 기록매체(D)에 조사하면 된다. 재생시에 제 1셔터(190a)는 광분할기(120)에 의하여 분리된 기준광(R)을 통과시키나, 제 2셔터(190b)는 신호광(S)을 차단한다.
이때, 제 1셔터(190a)를 통과하여 다중화기(130)로부터 조사되는 기준광(R) 은 광정보 기록매체(D)에 기록되어 있는 간섭패턴에 의하여 회절되어 데이터페이지의 이미지를 갖는 재생광이 발생된다. 재생광은 광정보 검출기(150)에 의하여 데이터페이지의 이미지로 검출된다. 검출된 데이터페이지의 이미지는 등화기(160)를 통해 등화되어, 데이터 디코딩부(180)에 의해 복호된다.
광정보 검출기(150)는 CMOS 또는 CCD와 같은 수광배열소자로 구성된다. 등화기(160)는 MMSE(minimum mean square error)등화기와 같은 잘 알려진 구성을 채택할 수 있다.
데이터 디코딩부(180)는 광정보 검출기(150)에서 검출되는 데이터 페이지의 이미지가 등화기(160)로부터 출력됨에 따라 출력되는 이미지를 3:4모듈레이션 코드 변화에 의해 복호화하여 최종 출력 데이터를 출력한다.
한편 상술한 과정에서 데이터 인코딩부(170)와 데이터 디코딩부(180)에 의한 데이터의 부호화 및 이미지의 복호화를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 부호화를 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 복호화를 나타낸 블록도이다.
먼저, 데이터 인코딩부(170)는, 도 3에 도시한 바와 같이 데이터 인코딩부(170)는 입력되는 데이터를 이용하여 데이터 비트를 생성하는 인코더(172)와, 인코더(172)에 의해 생성된 데이터 비트를 3:4모듈레이션 코드 변환에 기초하여 맵핑시키는 3:4 모듈레이터(174)를 구비한다.
이러한, 데이터 인코딩부(170)에 의하면 광정보 데이터가 입력됨에 따라 인 코더(172)에서 데이터에 해당하는 데이터 비트가 생성되고, 생성된 데이터 비트는 3:4 모듈레이터(174)에 의해 맵핑된다.
이에 3:4 모듈레이션 코드 변환이 완료된 데이터는 공간 광변조기(140)에 의해 신호광(S)에 적재되고, 광정보가 적재된 신호광(S)은 기록매체(D)에 입사되면서 기준광(R)과의 간섭에 의해 광정보가 기록된다.
그리고 데이터 디코딩부(180)는, 광정보 검출기(150)에 의해 판독되는 데이터에서 3:4모듈레이션 코드 변환을 통하여 데이터를 디모듈레이션하는 3:4디모듈레이션부(182)와, 3:4디모듈레이션부(184)에서 얻어지는 데이터를 통하여 디코딩을 수행하여 데이터 비트를 산출하는 디코더(182)를 구비한다.
이러한, 데이터 디코딩부(180)에 의하면 기록매체(D)에 저장된 광정보의 재생시 3:4 디모듈레이션과 디코딩을 통하여 기록매체(D)에 저장된 광정보를 데이터 비트화 할 수 있다.
한편, 상술한 데이터 인코딩부(170)와 데이터 디코딩부(180)의 작동 중 입력되는 데이터 비트에 따른 맵핑과, 판독되는 이미지에 따른 데이터 비트의 산출을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
여기서, 상술한 데이터 이미지는 후술할 블록(10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c, 20d)들의 집합체로 이하에서는 단일 블록을 일예로 하여 설명한다. 또한, 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도면을 참조하여 이해하여야 한다.
도 5는 본 발명에 따른 3:4모듈레이션 코드 변환을 나타낸 예시도이고, 도 6 은 본 발명에 따른 3:4모듈레이션 코드 변환의 인코딩에 의한 부호 오류율을 나타낸 그래프이다.
먼저, 입력되는 데이터 비트의 맵핑을 설명한다. 본 발명에 따른 데이터 비트의 맵핑은 도 5에 도시된 바와 같은 3:4모듈레이션 코드 변환의 모듈레이션에 의해 수행된다.
도시한 바와 같이 입력되는 3개의 데이터 비트에 따라 제 1모드(10)와 제 2모드(20)로 구분된다. 또한 제 1모드(10)와 제 2모드(20)는 각각 4개의 블록(10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c, 20d)으로 이루어지며, 각 블록(10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c, 20d)은 각기 소정의 명암 차이를 갖는 4개의 픽셀(각 블록의 1, 2, 3, 4)로 이루어진다.
여기서 제 1모드(10)와 제 2모드(20)는 입력되는 3개의 비트 중에 첫 번째 비트에 의해 구분될 수 있다. 예를 들면 입력되는 3개의 비트 중에 첫 번째 비트가 0일 경우에는 제 1모드(10), 1일 경우에는 제 2모드(20)로 구분될 수 있다.
그러나 이러한 구분은 본 발명의 실시예로 예시된 것으로, 3개의 비트 중 중간 또는 마지막 비트를 기준으로 제 1모드(10)와 제 2모드(20)가 구분되어 질 수도 있다.
한편, 제 1모드(10)의 경우는 제 1모드(10)를 형성하는 각 블록(10a, 10b, 10c, 10d)의 4개의 픽셀 중 온-픽셀(on-pixel)을 기준으로 4개의 블록(10a, 10b, 10c, 10d)을 구분하며, 제 2모드(20)의 경우는 제 2모드(20)를 형성하는 각 블록(20a, 20b, 20c, 20d)의 4개의 픽셀 중 오프-픽셀(off-pixel)을 기준으로 4개의 블록(20a, 20b, 20c, 20d)을 구분할 수 있다.
여기서, 입력되는 3개의 비트에 따른 제 1모드(10)의 픽셀 분포를 일예를 들어 설명하도록 한다.
도 5의 제 1모드(10)에 도시된 바와 같이 입력되는 3개의 비트 중 첫 번째 비트가 0으로 판별됨에 따라 제 1모드(10)로 구분되고, 두 번째 비트와 세 번째 비트에 따라 각 블록(10a, 10b, 10c, 10d)의 온-픽셀과 오프-픽셀의 분포가 달라진다.
예를 들어 입력되는 데이터 비트가 [0 0 0]일 경우에는 블록 10a와 같이 제 1픽셀이 온-픽셀이 되고 나머지 픽셀은 오프-픽셀로 맵핑된다. 그리고 [0 0 1]일 경우에는 블록 10b와 같이 제 2픽셀이 온-픽셀이 되고 나머지 픽셀은 오프-픽셀로 맵핑된다. 또한, [0 1 0]일 경우에는 블록 10c와 같이 제 3픽셀이 온-픽셀이 되고 나머지 픽셀은 오프-픽셀로 맵핑된다. 마지막으로 [0 1 1]일 경우에는 블록 10d와 같이 제 4픽셀이 온-픽셀이 되고 나머지 픽셀은 오프-픽셀로 맵핑된다.
한편, 입력되는 3개의 비트에 따른 제 2모드의 픽셀분포를 살펴본다.
도 5의 제 2모드(20)에 도시된 바와 같이 입력되는 3개의 비트 중 첫 번째 비트가 1로 판별됨에 따라 제 2모드(20)로 구분되고, 두 번째 비트와 세 번째 비트에 따라 각 블록(20a, 20b, 20c, 20d)의 온-픽셀과 오프-픽셀의 분포가 달라진다.
예를 들어 입력되는 데이터 비트가 [1 0 0]일 경우에는 블록 20a와 같이 제 4픽셀이 오프-픽셀이 되고 나머지 픽셀은 온-픽셀로 맵핑된다. 그리고 [1 0 1]일 경우에는 블록 20b와 같이 제 3픽셀이 오프-픽셀이 되고 나머지 픽셀은 온-픽셀로 맵핑된다. 또한, [1 1 0]일 경우에는 블록 20c와 같이 제 2픽셀이 오프-픽셀이 되고 나머지 픽셀은 온-픽셀로 맵핑된다. 마지막으로 [1 1 1]일 경우에는 블록 20d와 같이 제 1픽셀이 오프-픽셀이 되고 나머지 픽셀은 온-픽셀로 맵핑된다.
상술한 바와 같은 픽셀의 맵핑을 통하여 입력되는 3개의 데이터 비트를 모듈레이션을 통하여 블록화 할 수 있다.
여기서, 각 블록(10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c, 20d)의 온-픽셀과 오프-픽셀의 맵핑은 다양한 방법에 의해 맵핑이 가능하다. 하지만 본 발명의 실시예에서는 판독되는 블록의 디모듈레이션(demodulation)시에 모드의 판정에서 오류가 발생하여 첫 번째 비트가 부정확하게 판독될 경우에라도 두 번째 및 세 번째 비트 중 어느 한 비트 이상을 정확히 판독하도록 매핑한 것이다.
이하, 이미지 형태로 판독되는 블록에 따른 데이터 비트의 산출을 설명한다. 본 발명에 따른 데이터 비트의 산출은 도 6에 도시된 바와 같은 3:4모듈레이션 코드 변환의 디모듈레이션에 의해 수행된다.
먼저, 판독되는 블록에 따른 3:4디모듈레이션을 수행하기 위하여 각 블록의 모드(제 1모드(10) 또는 제 2모드(20))를 산출한다.
여기서, 모드의 산출은 판독되는 블록의 각 픽셀 농도(intensity)에 따라 각 픽셀을 농도 순으로 정렬하고, 정렬된 각 픽셀 중 두 번째 농도의 픽셀과 세 번째 농도의 픽셀의 평균값을 구하여 모드를 산출할 수 있다.
즉, 제 1모드(10)의 경우 두 번째 농도의 픽셀과 세 번째 농도의 픽셀은 오프-픽셀로 맵핑되고, 제 2모드(20)의 경우 두 번째 농도의 픽셀과 세 번째 농도의 픽셀은 온-픽셀로 맵핑됨에 따라 판독되는 블록의 두 번째 농도의 픽셀과 세 번째 농도의 픽셀의 평균값이 온/오프-픽셀의 설정값 이상 또는 이하일 경우 제 1모드(10)와 제 2모드(20)를 구별할 수 있다.
따라서 판독되는 블록이 제 1모드(10)일 경우에는 데이터 비트 중 첫 번째 비트가 0임을 나타내며, 판독되는 블록이 제 2모드(20)일 경우에는 데이터 비트 중 첫 번째 비트가 1임을 나타낸다.
이후, 판별된 모드에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트의 값을 산출한다. 즉, 판독되는 블록의 모드가 제 1모드(10)일 경우에는 가장 밝은 픽셀(온-픽셀)의 위치에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트의 값이 산출되며, 판독되는 블록의 모드가 제 2모드(20)일 경우에는 가장 어두운 픽셀(오프-픽셀)의 위치에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트의 값이 산출된다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에서 3:4모듈레이션에 따른 부호 오류율을 나타낸 것으로, 1.0Nyquist 사이즈의 픽셀 산포량(spreading)과 AWGN(Additive White Gaussian Noise)이 더해진 채널에서 종래 기술의 6:8모듈레이션과, 본 발명의 3:4모듈레이션의 부호 오류율(bit error rate : BER)을 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 3:4모듈레이션에 따르면 6:8모듈레이션 코드 변환에 비하여 동일한 부호율을 갖으면서도 동시에 6:8모듈레이션 모드 변환에 비하여 복호성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술 되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
예를 들어 본 발명에 다른 부가적인 기능을 가진 구성요소를 추가하거나, 또는 다른 구성요소로 교체하여 실시할 수 있을 것이다. 그러나 변형된 다른 실시예가 본 발명의 필수구성요소를 포함하고 있다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른광 정보의 모듈레이션 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치에 따르면, 2:4모듈레이션 코드 변환에 비하여 부호율을 향상시킬 수 있음과 동시에 6:8모듈레이션 모드 변환에 비하여 복호성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 광정보 처리장치의 광정보 데이터 비트를 이미지 블록으로 모듈레이션하는 방법에 있어서,
    상기 데이터 비트 중 첫 번째 데이터 비트의 종류에 따라 상기 데이터 비트가 맵핑될 상기 이미지 블록의 모드를 구분하는 단계;
    상기 모드 구분하는 단계에서 구분된 상기 이미지 블록의 모드에 따라 상기 데이터 비트를 상기 이미지블록을 형성하는 4개의 픽셀에 온-픽셀과 오프-픽셀의 분포를 달리하여 상기 이미지블록에 맵핑하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보의 모듈레이션 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 이미지블록에 맵핑하는 단계는,
    상기 이미지 블록의 모드를 구분하는 단계에서 판별되는 상기 첫 번째 데이터 비트가 0일 경우 1개의 온-픽셀과, 3개의 오프-픽셀로 맵핑하고,
    상기 이미지 블록의 모드를 구분하는 단계에서 판별되는 상기 첫 번째 데이터 비트가 1인 경우 1개의 오프-픽셀과 3개의 온-픽셀로 맵핑하는 것을 특징으로 하는 광정보의 모듈레이션 방법.
  3. 광정보 처리장치의 광정보 이미지 블록을 데이터 비트로 디모듈레이션하는 방법에 있어서,
    상기 이미지 블록에서 판독되는 4개의 픽셀 중 두 번째 농도의 픽셀과 세 번째 농도의 픽셀의 농도 평균치에 따라 상기 이미지 블록의 모드를 설정하는 단계;
    설정된 모드에 따라 상기 이미지 블록에서 데이터비트를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보의 디모듈레이션 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 이미지 블록의 모드를 설정하는 단계에서 판독되는 상기 이미지 블록의 모드에 따라 첫 번째 비트가 산출되고, 상기 이미지 블록의 픽셀 맵핑에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트가 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보의 디모듈레이션 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 두 번째 비트와 상기 세 번째 비트의 값은 판독된 상기 이미지 블록의 온-픽셀의 위치에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보의 디모듈레이션 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 두 번째 비트와 상기 세 번째 비트의 값은 판독된 상기 이미지 블록의 오프-픽셀의 위치에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보의 디모듈레이션 방법.
  7. 광원;
    상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 신호광으로 분리하는 광분할기;
    상기 신호광에 데이터를 적재하는 공간 광변조기;
    상기 기준광에 의해 기록매체에서 재생되는 재생광을 검출하는 검출기;를 구비하며,
    상기 데이터를 3:4 모듈레이션 코드 변환을 통하여 4개의 픽셀에 맵핑하고, 맵핑된 이미지 블록을 상기 공간 광변조기로 제공하는 데이터 인코딩부 및
    상기 검출기에서 검출되는 상기 이미지 블록을 3:4 모듈레이션 코드변환을 통하여 디모듈레이션하는 데이터 디코딩부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 데이터 인코딩부는,
    데이터를 변환하여 3개의 비트를 갖는 데이터 비트를 생성하는 인코더;
    상기 인코더에 의해 생성된 상기 데이터 비트를 3:4 모듈레이션 코드변환 시키는 3:4 모듈레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 3:4모듈레이터는,
    상기 데이터 비트 중 첫 번째 데이터 비트를 이용하여 변환될 픽셀의 모드를 설정하고,
    상기 데이터 비트 중 두 번째 및 세 번째 비트에 따라 4개의 픽셀로 구성된 블록에 맵핑시키는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 첫 번째 데이터 비트에 의해 설정되는 모드에 따라 상기 첫 번째 데이터 비트가 0일 경우 1개의 온-픽셀과, 3개의 오프-픽셀로 맵핑되고, 상기 첫 번째 데이터 비트가 1인 경우 1개의 오프-픽셀과 3개의 온-픽셀로 맵핑되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 데이터 디코딩부는
    상기 검출기에 의해 판독되는 상기 이미지 블록에서 3:4 모듈레이션 코드 변환시키는 3:4 디모듈레이터;
    상기 3:4 디모듈레이터에서 얻어지는 상기 데이터 비트를 디코딩은 디코더를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 3:4디모듈레이터는,
    상기 이미지 블록에서 판독되는 4개의 픽셀 중 두 번째 농도의 픽셀과 세 번째 농도의 픽셀의 농도 평균치에 따라 상기 이미지 블록의 모드를 설정하고,
    설정된 모드에 따라 상기 이미지 블록에서 데이터비트를 산출하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 이미지 블록의 모드 판독에 따라 첫 번째 비트가 산출되고, 상기 이미지 블록의 픽셀 맵핑에 따라 두 번째 비트와 세 번째 비트가 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 두 번째 비트와 상기 세 번째 비트의 값은 판독된 상기 이미지 블록의 온-픽셀의 위치에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 두 번째 비트와 상기 세 번째 비트의 값은 판독된 상기 이미지 블록의 오프-픽셀의 위치에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
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