KR101456297B1 - 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법, 이를 이용한 광정보처리장치 및 처리방법 - Google Patents

오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법, 이를 이용한 광정보처리장치 및 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 오버 샘플링된 데이터 페이지의 이미지에서 패턴을 검출하기 위한 방법에 있어서, 상기 데이터 페이지를 오버샘플링하여 상기 데이터 페이지의 검출이미지를 검출하는 이미지검출단계, 상기 검출이미지와 상기 패턴에 대한 오버샘플링의 기준이미지를 공분산에 의해 상호 비교하는 이미지비교단계, 상기 공분산에 의해 비교되는 상기 검출이미지와 상기 기준이미지의 값에 의해 오버샘플링된 상기 패턴의 픽셀을 산출하는 픽셀산출단계를 포함하며, 이에 따라 오버샘플링된 데이터 페이지의 이미지에서 마크와 같이 특정 패턴을 갖는 데이터를 찾을 수 있도록 함으로써, 데이터의 재생 정확성을 훨씬 높일 수 있으므로 재생된 광정보의 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법, 이를 이용한 광정보 처리장치 및 처리방법{methood for pattern detecting of over-sampling image, apparatus for optical information processing by using same and method for optical information processing by using same}
본 발명은 광정보 처리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마크와 같은 특정된 패턴을 공분산을 이용하여 검출되는 데이터 페이지의 이미지에서 특정패턴을 검출할 수 있도록 한 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치 및 처리방법에 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.
홀로그래피를 이용한 광정보 처리장치는 입력데이터의 이미지 정보를 포함하 는 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 간섭패턴에 의해 회절되어 재생광이 발생한다. 기록용 기준광과 재생용 기준광이 동일하면 기록시 신호광에 포함된 광정보와 동일한 광정보가 포함된 재생광이 발생한다.
통상, 이러한 홀로그래픽 광 정보 처리 장치는 디지털 데이터를 소정의 정형화된 페이지 단위로 처리하는데, 이러한 페이지 단위의 데이터를 통상적으로 데이터페이지(Datapage)라 칭한다. 즉, 홀로그래픽 광 정보 처리 시스템은 데이터페이지 단위로 정보를 처리한다.
한편, 재생광을 통해 재생되는 데이터 페이지의 이미지는 CMOS 또는 CCD와 같은 수광배열소자를 통해 검출된다. 검출된 데이터 페이지는 일련의 디모듈레이션 및 디코딩 과정을 거쳐 출력데이터로 복원된다.
또한, 통상적으로 데이터 페이지는 1:3 오버샘플링(Oversampling)법, 1:2오버샘플링법, 1:1.5 오버샘플링법 등과 같은 다양한 오버샘플링법들에 형성된다.
이러한 오버샘플링법은 데이터 픽셀보다 소정 비로 더 많은 수의 검출 픽셀을 이용하여 데이터페이지의 이미지를 검출한 뒤, 그 오버샘플링 검출 이미지에서 적절한 데이터를 샘플링하는 방법이다.
예를 들면, 1:3 오버샘플링법의 경우, 하나의 데이터 픽셀 당 9개(3ㅧ3)의 검출픽셀이 대응되도록 광학계를 구성하여 데이터페이지의 이미지를 검출한 뒤, 그 오버샘플링 검출 이미지 상에서 적절한 샘플링 프로세스를 통하여 검출 픽셀들의 값을 샘플링한다.
이때 상기 샘플링 프로세스로는, 검출 이미지상에서 가장 정확한 데이터 픽셀의 이미지를 검출한 검출 픽셀의 값들만을 각각 샘플링하거나, 각 데이터 픽셀에 대응되는 9개의 검출 픽셀들의 값을 각각 더한 뒤 평균하여 샘플링하는 등의 다양한 샘플링 프로세스가 사용될 수 있다.
한편, 상술한 맵핑방법에 의해 기록되는 데이터페이지는 데이터 정보를 가지는 데이터 영역과, 데이터 영역의 위치와 범위를 식별하기 위하여 배치된 마크로 구성된다. 이때 마크는 다수의 온(On)픽셀들과 오프(off)픽셀들이 연속 또는 비연속적으로 배열된 특정 패턴을 가진다.
이에 데이터의 재생 시에는 검출된 데이터페이지의 이미지상에서 마크에 대응된 부분을 먼저 검출하고, 그 위치로부터 정해진 범위의 데이터 영역의 검출 부분을 찾아내어 데이터 값을 샘플링한다. 즉, 프레임 마크는 샘플링 위치를 찾아내기 위한 식별자 역할을 수행한다고 할 수 있다.
그런데 상술한 데이터페이지의 이미지 재생 시에는, 광 정보 저장매체의 수축(Shrinkage)이나 회전(Rotation) 등의 영향으로 수광배열소자에 결상되는 재생 이미지의 위치가 변하고, 그 결과 미스얼라인(Misalignment)이 발생하여 데이터페이지 이미지의 픽셀(이하, 데이터 픽셀로 약칭)과 수광배열소자의 픽셀(이하, 검출 픽셀로 약칭)이 서로 비매칭될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 마크와 같은 특정된 패턴을 공분산을 이용하여 검출되는 데이터 페이지의 이미지에서 특정패턴을 검출할 수 있도록 한 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치 및 처리방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법은 오버 샘플링된 데이터 페이지의 이미지에서 패턴을 검출하기 위한 방법에 있어서, 상기 데이터 페이지를 오버샘플링하여 상기 데이터 페이지의 검출이미지를 검출하는 이미지검출단계, 상기 검출이미지와 상기 패턴에 대한 오버샘플링의 기준이미지를 공분산에 의해 상호 비교하는 이미지비교단계, 상기 공분산에 의해 비교되는 상기 검출이미지와 상기 기준이미지의 값에 의해 오버샘플링된 상기 패턴의 픽셀을 산출하는 픽셀산출단계를 포함한다.
상기 이미지비교단계는 상기 패턴에 대한 오버샘플링 기준이미지에 대하여 검출되는 상기 검출이미지의 중심에 위치한 픽셀을 기준으로 하여 공분산을 수행한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 오버샘플링 이미지 의 패턴 검출방법을 이용한 광정보 처리방법은 데이터 페이지를 오버샘플링하여 데이터 페이지의 이미지를 검출하는 광정보 처리방법에 있어서, 상기 데이터 페이지를 오버샘플링하여 상기 데이터 페이지의 검출이미지를 검출하는 이미지검출단계, 오버샘플링에 의해 검출된 상기 검출이미지에서 공분산을 이용하여 상기 검출이미지의 마크를 판독하는 마크검출단계, 검출된 상기 마크를 기준으로 상기 검출이미지를 디모듈레이션 하는 디모듈레이션 단계, 상기 디모듈레이션된 상기 검출이미지를 디코딩하여 출력데이터를 생성하는 출력데이터 생성단계를 포함한다.
상기 마크검출단계는 상기 검출이미지와 상기 패턴에 대한 오버샘플링의 기준이미지를 공분산에 의해 상호 비교하는 이미지비교단계, 상기 공분산에 의해 비교되는 상기 검출이미지와 상기 기준이미지의 값에 의해 오버샘플링된 상기 마크의 픽셀을 산출하는 픽셀산출단계를 포함한다.
상기 이미지비교단계는 상기 마크에 대한 오버샘플링 기준이미지에 대하여 검출되는 상기 검출이미지의 중심에 위치한 픽셀을 기준으로 하여 공분산을 수행한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법을 이용한 광정보 처리방법은 광원, 상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 신호광으로 분리하는 광분할기, 상기 신호광에 데이터를 적재하는 공간 광변조기, 상기 데이터를 인코딩하고, 모듈레이션 코드변환을 통하여 변조하며 마크가 포함한 데이터 페이지를 생성하고, 생성된 데이터 페이지를 상기 공간 광변조기로 제공하는 입력데이터 처리부와, 상기 기준광에 의해 기록매체에서 재생되는 재생광에서 상기 데이터 페이지를 오버샘플링하여 검출하는 검출기를 구비하며, 상기 검출기에서 검출되는 상기 데이터 페이지 이미지의 마크와, 상기 마크에 대한 기준이미지를 공분산에 의해 상호 비교하여 산출하고, 상기 마크를 기준위치로 하여 상기 검출이미지에서 디모듈레이션 및 디코딩을 통해 출력데이터를 생성하는 출력데이터 처리부를 구비한다.
상기 출력데이터처리부는, 상기 기준이미지에 대하여 상기 검출기에서 오버샘플링되어 검출되는 상기 검출이미지에서 상기 마크의 중심의 픽셀을 기준으로 하여 공분산을 수행한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법을 이용한 광정보 처리장치는 데이터 페이지의 재생을 위한 광을 방출하는 광원, 상기 광에 의해 기록매체에서 재생되는 재생광에서 상기 데이터 페이지를 오버샘플링하여 검출하는 검출기를 구비하며, 상기 검출기에서 검출되는 상기 데이터 페이지 이미지의 마크와, 상기 마크에 대한 기준이미지를 공분산에 의해 상호 비교하여 산출하고, 상기 마크를 기준위치로 하여 상기 검출이미지에서 디모듈레이션 및 디코딩을 통해 출력데이터를 생성하는 출력데이터 처리부를 구비한다.
상기 출력데이터처리부는, 상기 기준이미지에 대하여 상기 검출기에서 오버샘플링되어 검출되는 상기 검출이미지에서 상기 마크의 중심의 픽셀을 기준으로 하여 공분산을 수행한다.
본 발명에 따른 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치 및 처리방법에 따르며, 오버샘플링된 데이터 페이지의 이미지에서 마크와 같이 특정 패턴을 갖는 데이터를 찾을 수 있도록 함으로써, 데이터의 재생 정확성을 훨씬 높일 수 있으므로 재생된 광정보의 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치 및 처리방법을 상세히 설명한다.
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.
먼저 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오버샘플링 이미지의 패턴 검출방법을 이용한 광정보 처리장치를 간략히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광정보 처리장치를 나타낸 블록도이다.
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), 입력데이터 처리부(170) 및 출력데이터 처리부(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(125a)를 지나 다중화기(130)에 의하여 반사되어 광정보 기록매체(D)로 소정 각도로 입사된다.
신호광(S)은 제 2셔터(125b)를 지나, 반사경(130a)에 의하여 경로가 바뀌어 공간 광변조기(140)로 입사된다. 이때, 공간 광변조기(140)에는 입력데이터 처리부(170)에 의하여 제공되는 데이터 페이지가 입력된다.
입력데이터 처리부(170)는 입력된 데이터를 인코딩과 모듈레이션 코드 변환을 통해 입력데이터를 2진 데이터의 페이지 단위인 데이터 페이지로 전환하여 공간 광변조기(140)에 제공한다.
공간 광변조기(140)는 입력데이터 처리부(170)로부터 입력된 데이터 페이지 정보를 광학적으로 변조하여 2차원 이미지화된 된 데이터 페이지를 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 회전 미러로 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 기록된 데이터의 재생을 위해서는 기준광(R) 만을 광정보 기록매체(D)에 조사하면 된다. 재생시에 제 1셔터(125a)는 광분할기(120)에 의하여 분리된 기준광(R)을 통과시키나, 제 2셔터(125b)는 신호광(S)을 차단한다.
이때, 제 1셔터(125a)를 통과하여 다중화기(130)로부터 조사되는 기준광(R)은 광정보 기록매체(D)에 기록되어 있는 간섭패턴에 의하여 회절되어 데이터 페이지의 이미지를 갖는 재생광이 발생된다. 재생광은 광정보 검출기(150)에 의하여 데이터 페이지의 이미지로 검출된다. 검출된 데이터 페이지의 이미지는 출력데이터 처리부(180)에 의해 출력데이터로 전환된다.
광정보 검출기(150)는 CMOS 또는 CCD와 같은 수광배열소자로 구성된다. 출력데이터 처리부(180)는 광정보 검출기(150)에서 이미지 상태로 검출되는 데이터 페이지를 디모듈레이션 코드변환과 디코딩을 수행하여 최종 출력 데이터로 전환하여 출력한다.
이하 상술한 입력데이터 처리부(170)에 의한 광정보의 변조를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도면을 참조하여 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 변조를 나타낸 블록도이다.
도시한 바와 같이 입력데이터 처리부(170)는 인코딩과 모듈레이션 코드변환을 통하여 데이터 페이지를 생성한다. 이에 입력데이터 처리부(170)를 간단히 설명한다.
입력데이터 처리부(170)는 입력되는 데이터를 이용하여 인코딩을 수행하는 인코더(172)와, 인코더(172)에 의해 생성된 코드를 모듈레이션 코드 변환에 기초하여 변화시키는 모듈레이터(174)를 구비한다.
이러한, 입력데이터 처리부(170)에 의하면 광정보 데이터가 입력됨에 따라 인코더(172)에서 데이터에 해당하는 코드가 생성되고, 생성된 코드는 모듈레이터(174)에 의해 변조되어 데이터 페이지를 생성한다.
모듈레이션 코드 변환에 의한 변조가 완료된 데이터 페이지는 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.
한편 모듈레이터(182)에 의해 생성되는 데이터 페이지에는 데이터 페이지를 구성하는 데이터 영역의 위치와 범위를 식별하기 위하여 특정 패턴에 의해 형성되는 마크(도 3 참조)가 데이터 페이지의 특정 위치에 배치된다. 여기서 마크의 패턴 및 위치는 데이터 페이지의 종류 및 크기 등에 따라 다양한 패턴에 의해 형성될 수 있다.
본 발명에서는 마크의 위치 및 패턴에 특징이 있는 것이 아니라 오버 샘플링된 마크의 검출에 특징이 있는 것이므로 마크에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한 도 3에 도시된 마크의 패턴과 이후 예시되는 마크의 패턴은 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
한편, 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 복조는 광정보 처리장치 중 출력데이터 처리부(180)에 의해 이루어진다.
이하 상술한 출력데이터 처리부(180)에 의한 광정보의 반복 복조를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도면을 참조하여 이해하여야 한다.
도 4는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 복조를 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 복조에서 검출이미지 보정을 나타낸 순서도이다.
먼저 광정보 검출기(150)에 의해 광정보 기록 매체에 저장된 광정보 검출된다(단계 S110). 이때 검출되는 광정보의 데이터 페이지는 종래 기술에서 설명된 바와 같이 다양한 오버샘플링 방법에 의해 오버샘플링되어 검출된다.
이하의 실시예에서는 1:3 오버샘플링방법에 의해 검출되는 데이터 페이지를 일예로 하여 설명하도록 한다. 하지만 본 발명은 오버샘플링 방법을 한정하는 것은 아니며 다양한 오버샘플링 방법에 적용되어 질수 있을 것이다.
여기서, 출력데이터 처리부(180)를 간단히 설명하면, 출력데이터 처리부(180)는 디모듈레이터(182), 디코더(184) 등을 구비한다.
여기서, 디모듈레이터(182)는, 광정보 검출기(150)에 의해 판독되는 데이터 페이지의 이미지를 모듈레이션 코드 변환을 통하여 데이터 페이지를 디모듈레이션한다. 이때 디모듈레터(182)는 공분산을 이용하여 데이터 페이지에 포함된 마크를 검출한 후, 디모듈레이션을 수행한다(단계 S120).
그리고, 디모듈레이터(182)는 공분산에 의해 산출되는 마크의 위치에 따라 데이터 페이지의 이미지에 대한 샘플링 위치를 결정하고, 데이터 페이지의 이미지에 대항 샘플링을 수행한다(단계 S130).
그리고 디코더(184)는 디모듈레이터(182)에서 샘플링되는 데이터 페이지의 이미지를 통하여 디코딩을 수행하고, 디코딩된 데이터를 패리티 검사를 통하여 무결성을 검사하여 출력데이터를 생성한다(단계 S140).
한편 상수한 과정에서 공분산에 의해 데이터 페이지의 이미지에 포함된 마크의 검출과정을 설명한다.
도 6은본 발명에 따른 광정보 처리장치에서 데이터 페이지에 포함된 마크의 오버샘플링 기준이미지를 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에서 데이터 페이지에 포함된 마크의 오버샘플링 검출이미지를 나타낸 예시도이다.
먼저, 디모듈레이터(182)는 데이터 페이지에 포함된 기준이미지를 갖고 있으며, 기준이미지는 도 6에 도시한 바와 같다. 그리고, 광정보 검출기에서 검출되는 마크의 검출이미지는 도 7에도시한 바와 같다.
여기서, 디모듈레이터는 마크의 기준이미지와, 마크의 검출이미지를 공분산에 의해 상호 비교하여 마크가 포함된 정확한 픽셀을 파악한다.
이때 기준이미지와 검출이미지의 비교는 하기의 [식 1]을 통하여 수행할 수 있을 것이다.
[식 1]
Figure 112007094064565-pat00001
여기서,
Figure 112007094064565-pat00002
는 검출이미지의 픽셀 값,
Figure 112007094064565-pat00003
는
Figure 112007094064565-pat00004
의 평균 값,
Figure 112007094064565-pat00005
는 기준이미지의 픽셀 값,
Figure 112007094064565-pat00006
는
Figure 112007094064565-pat00007
의 평균 값이다.
즉, 마크의 기준이미지와 검출이미지의 각 픽셀값을 상호 비교하고
Figure 112007094064565-pat00008
의 값이 가장 크게 나타나는 픽셀을 산출하여 산출된 픽셀을 중심으로 마크의 패턴을 검출한다.
또한, 상술한 [식 1]의 산출 정확도를 향상시키기 위하여 1:3 오버 샘플링시의 데이터 페이지의 마크 이미지에 대응되는 다수의 픽셀들 중 중심에 위치한 픽셀에 가중치를 두어 기준이미지와 검출이미지를 비교할 수 있으며 이는 하기의 [식 2]을 통하여 수행할 수 있을 것이다.
[식 2]
Figure 112007094064565-pat00009
여기서,
Figure 112007094064565-pat00010
는 검출이미지의 픽셀 값,
Figure 112007094064565-pat00011
는
Figure 112007094064565-pat00012
의 평균 값,
Figure 112007094064565-pat00013
는 기준이미지의 픽셀 값,
Figure 112007094064565-pat00014
는
Figure 112007094064565-pat00015
의 평균 값이고,
Figure 112007094064565-pat00016
는 데이터 페이지의 마크가 1:3오버샘플링되었다고 가정되었을 때 데이터 페이지의 마크 하나의 픽셀에 대응되는
Figure 112007094064565-pat00017
픽셀에 중심에 위치하는 픽셀이다.
이에 데이터 페이지의 마크 하나의 픽셀과 검출된 데이터 페이지의 이미지에 대응되는
Figure 112007094064565-pat00018
픽셀에 중심에 위치하는 픽셀의 값을 추가하여 공분산시 비교되는 값을 차이를 발생시킴으로써 보다 명확한 마크의 위치를 산출할 수 있다.
또한, 상술한 [식 2]에서 하기의 [식 3]과 같이 임이의 정수를 이용하여 검출되는 각 픽셀의 값을 증폭시켜 공분산의 상호 비교를 용이하게 할 수도 있을 것이다.
[식 3]
Figure 112007094064565-pat00019
여기서,
Figure 112007094064565-pat00020
는 검출이미지의 픽셀 값,
Figure 112007094064565-pat00021
는
Figure 112007094064565-pat00022
의 평균 값,
Figure 112007094064565-pat00023
는 기준이미지의 픽셀 값,
Figure 112007094064565-pat00024
는
Figure 112007094064565-pat00025
의 평균 값이고,
Figure 112007094064565-pat00026
는 데이터 페이지의 마크가 1:3오버샘플링되었다고 가정되었을 때 데이터 페이지의 마크 하나의 픽셀에 대응되는
Figure 112007094064565-pat00027
픽셀에 중심에 위치하는 픽셀이고,
Figure 112007094064565-pat00028
는 0보다 큰 실수이다.
이에 따라 데이터 페이지에 포함된 마크의 기준이미지와 검출이미지를 구성하는 각 픽셀의 분포 값을 공분산에 의해 상호 비교하여 오버샘플링된 데이터 페이지의 이미지에서 마크의 정확한 위치를 파악할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 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 따른 광정보 처리장치 및 광정보 처리방법에 다른 부가 적인 기능을 가진 구성요소를 추가하거나, 또는 다른 구성요소로 교체하여 실시할 수 있을 것이다. 그러나 변형된 다른 실시예가 본 발명의 필수구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광정보 처리장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 변조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에서 데이터 페이지에 포함되는 마크의 일예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 복조를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 복조에서 검출이미지 보정을 나타낸 순서도이다.
도 6은본 발명에 따른 광정보 처리장치에서 데이터 페이지에 포함된 마크의 오버샘플링 기준이미지를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에서 데이터 페이지에 포함된 마크의 오버샘플링 검출이미지를 나타낸 예시도이다.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **
110 : 광원
120 : 광분할기
130 : 다중화기
140 : 공간 광변조기
150 : 광정보 검출기
170 : 입력데이터 처리부
180 : 출력데이터 처리부

Claims (17)

  1. 데이터 페이지의 이미지에서 패턴을 검출하기 위한 방법에 있어서,
    상기 데이터 페이지를 오버샘플링하여 상기 데이터 페이지의 검출이미지를 검출하는 이미지검출단계,
    상기 검출이미지와 상기 패턴에 대한 오버샘플링의 기준이미지를 공분산에 의해 상호 비교하는 이미지비교단계,
    상기 공분산에 의해 비교되는 상기 검출이미지와 상기 기준이미지의 값에 의해 오버샘플링된 상기 패턴의 픽셀을 산출하는 픽셀산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 페이지의 이미지에서 패턴을 검출하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지비교단계는 상기 패턴에 대한 오버샘플링 기준이미지에 대하여 검출되는 상기 검출이미지의 중심에 위치한 픽셀을 기준으로 하여 공분산을 수행하는 것을 특징으로 하는 데이터 페이지의 이미지에서 패턴을 검출하기 위한 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지비교단계에서 상기 기준이미지와 상기 검출이미지의 공분산 값은 하기의 [식1]에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 데이터 페이지의 이미지에서 패턴을 검출하기 위한 방법.
    [식1]
    Figure 112014039713912-pat00029
    Figure 112014039713912-pat00030
    는 검출이미지의 픽셀 값
    Figure 112014039713912-pat00031
    는
    Figure 112014039713912-pat00032
    의 평균 값
    Figure 112014039713912-pat00033
    는 기준이미지의 픽셀 값
    Figure 112014039713912-pat00034
    는
    Figure 112014039713912-pat00035
    의 평균 값
    Figure 112014039713912-pat00036
    는 상기 검출이미지의 오버샘플링된 각 픽셀들중 데이터 페이지의 이미지의 중심 위치에 대응되는 픽셀
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지비교단계에서 상기 기준이미지와 상기 검출이미지의 공분산 값은 하기의 [식1]에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 데이터 페이지의 이미지에서 패턴을 검출하기 위한 방법.
    [식1]
    Figure 112014039713912-pat00037
    Figure 112014039713912-pat00038
    는 검출이미지의 픽셀 값
    Figure 112014039713912-pat00039
    는
    Figure 112014039713912-pat00040
    의 평균 값
    Figure 112014039713912-pat00041
    는 기준이미지의 픽셀 값
    Figure 112014039713912-pat00042
    는
    Figure 112014039713912-pat00043
    의 평균 값
    Figure 112014039713912-pat00044
    는 상기 검출이미지와 상기 기준이미지의 산출값을 증폭시키기 위한 0보다 큰 실수
    Figure 112014039713912-pat00045
    는 상기 검출이미지의 오버샘플링된 각 픽셀들중 데이터 페이지의 이미지의 중심 위치에 대응되는 픽셀
  5. 데이터 페이지의 이미지로부터의 패턴을 이용하는 광정보 처리방법에 있어서,
    상기 데이터 페이지를 오버샘플링하여 상기 데이터 페이지의 검출이미지를 검출하는 이미지검출단계,
    오버샘플링에 의해 검출된 상기 검출이미지에서 공분산을 이용하여 상기 검출이미지의 마크를 판독하는 마크검출단계,
    검출된 상기 마크를 기준으로 상기 검출이미지를 디모듈레이션 하는 디모듈레이션 단계,
    상기 디모듈레이션된 상기 검출이미지를 디코딩하여 출력데이터를 생성하는 출력데이터 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 마크검출단계는
    상기 검출이미지와 상기 마크에 대한 오버샘플링의 기준이미지를 공분산에 의해 상호 비교하는 이미지비교단계,
    상기 공분산에 의해 비교되는 상기 검출이미지와 상기 기준이미지의 값에 의해 오버샘플링된 상기 마크의 픽셀을 산출하는 픽셀산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 이미지비교단계는 상기 마크에 대한 오버샘플링 기준이미지에 대하여 검출되는 상기 검출이미지의 중심에 위치한 픽셀을 기준으로 하여 공분산을 수행하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 이미지비교단계에서 상기 기준이미지와 상기 검출이미지의 각 픽셀에 대한 공분산 값은 하기의 [식1]에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리 방법.
    [식1]
    Figure 112007094064565-pat00046
    Figure 112007094064565-pat00047
    는 검출이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00048
    는
    Figure 112007094064565-pat00049
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00050
    는 기준이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00051
    는
    Figure 112007094064565-pat00052
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00053
    는 상기 검출이미지의 오버샘플링된 각 픽셀들중 데이터 페이지의 이미지의 중심 위치에 대응되는 픽셀
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 이미지비교단계에서 상기 기준이미지와 상기 검출이미지의 공분산 값은 하기의 [식1]에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리방법.
    [식1]
    Figure 112007094064565-pat00054
    Figure 112007094064565-pat00055
    는 검출이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00056
    는
    Figure 112007094064565-pat00057
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00058
    는 기준이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00059
    는
    Figure 112007094064565-pat00060
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00061
    는 상기 검출이미지와 상기 기준이미지의 산출값을 증폭시키기 위한 0보다 큰 실수
    Figure 112007094064565-pat00062
    는 상기 검출이미지의 오버샘플링된 각 픽셀들중 데이터 페이지의 이미지의 중심 위치에 대응되는 픽셀
  10. 광원,
    상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 신호광으로 분리하는 광분할기,
    상기 신호광에 데이터를 적재하는 공간 광변조기,
    상기 데이터를 인코딩하고, 모듈레이션 코드변환을 통하여 변조하며 마크가 포함한 데이터 페이지를 생성하고, 생성된 데이터 페이지를 상기 공간 광변조기로 제공하는 입력데이터 처리부와,
    상기 기준광에 의해 기록매체에서 재생되는 재생광에서 상기 데이터 페이지를 오버샘플링하여 상기 데이터 페이지의 검출이미지를 검출하는 검출기를 구비하며,
    상기 검출기에서 검출되는 상기 데이터 페이지의 상기 검출이미지의 마크와, 상기 마크에 대한 기준이미지를 공분산에 의해 상호 비교하여 산출하고, 상기 마크를 기준위치로 하여 상기 검출이미지에서 디모듈레이션 및 디코딩을 통해 출력데이터를 생성하는 출력데이터 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 출력데이터처리부는, 상기 기준이미지에 대하여 상기 검출기에서 오버샘플링되어 검출되는 상기 검출이미지에서 상기 마크의 중심의 픽셀을 기준으로 하여 공분산을 수행하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 출력데이터처리부는, 상기 기준이미지와 상기 검출이미지의 각 픽셀에 대한 공분산을 하기의 [식1]에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
    [식1]
    Figure 112007094064565-pat00063
    Figure 112007094064565-pat00064
    는 검출이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00065
    는
    Figure 112007094064565-pat00066
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00067
    는 기준이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00068
    는
    Figure 112007094064565-pat00069
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00070
    는 상기 검출이미지의 오버샘플링된 각 픽셀들중 데이터 페이지의 이미지의 중심 위치에 대응되는 픽셀
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 출력데이터처리부는, 상기 기준이미지와 상기 검출이미지의 공분산을 하기의 [식1]에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
    [식1]
    Figure 112007094064565-pat00071
    Figure 112007094064565-pat00072
    는 검출이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00073
    는
    Figure 112007094064565-pat00074
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00075
    는 기준이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00076
    는
    Figure 112007094064565-pat00077
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00078
    는 상기 검출이미지와 상기 기준이미지의 산출값을 증폭시키기 위한 0보다 큰 실수
    Figure 112007094064565-pat00079
    는 상기 검출이미지의 오버샘플링된 각 픽셀들중 데이터 페이지의 이미지의 중심 위치에 대응되는 픽셀
  14. 데이터 페이지의 재생을 위한 광을 방출하는 광원,
    상기 광에 의해 기록매체에서 재생되는 재생광에서 상기 데이터 페이지를 오버샘플링하여 상기 데이터 페이지의 검출이미지를 검출하는 검출기를 구비하며,
    상기 검출기에서 검출되는 상기 데이터 페이지의 상기 검출이미지의 마크와, 상기 마크에 대한 기준이미지를 공분산에 의해 상호 비교하여 산출하고, 상기 마크를 기준위치로 하여 상기 검출이미지에서 디모듈레이션 및 디코딩을 통해 출력데이터를 생성하는 출력데이터 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 출력데이터처리부는, 상기 기준이미지에 대하여 상기 검출기에서 오버샘플링되어 검출되는 상기 검출이미지에서 상기 마크의 중심의 픽셀을 기준으로 하여 공분산을 수행하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 출력데이터처리부는, 상기 기준이미지와 상기 검출이미지의 각 픽셀에 대한 공분산을 하기의 [식1]에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
    [식1]
    Figure 112007094064565-pat00080
    Figure 112007094064565-pat00081
    는 검출이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00082
    는
    Figure 112007094064565-pat00083
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00084
    는 기준이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00085
    는
    Figure 112007094064565-pat00086
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00087
    는 상기 검출이미지의 오버샘플링된 각 픽셀들중 데이터 페이지의 이미지의 중심 위치에 대응되는 픽셀
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 출력데이터처리부는, 상기 기준이미지와 상기 검출이미지의 공분산을 하기의 [식1]에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
    [식1]
    Figure 112007094064565-pat00088
    Figure 112007094064565-pat00089
    는 검출이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00090
    는
    Figure 112007094064565-pat00091
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00092
    는 기준이미지의 픽셀 값
    Figure 112007094064565-pat00093
    는
    Figure 112007094064565-pat00094
    의 평균 값
    Figure 112007094064565-pat00095
    는 상기 검출이미지와 상기 기준이미지의 산출값을 증폭시키기 위한 0보다 큰 실수
    Figure 112007094064565-pat00096
    는 상기 검출이미지의 오버샘플링된 각 픽셀들중 데이터 페이지의 이미지의 중심 위치에 대응되는 픽셀
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