KR101516770B1 - 홀로그램 데이터 재생장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 홀로그램 데이터 재생장치는 기준광이 조사된 기록 매체로부터 데이터페이지에 대응하는 회절광을 촬상하는 CCD, 회절광에 대응하는 데이터페이지의 에러비트 개수를 검출하는 적합도 함수(Fitness Function:Fit)를 유전 알고리즘에 적용시켜 최적의 임계값을 산출하는 연산부, 산출된 최적의 임계값에 근거하여 데이터페이지의 각 픽셀의 출력값을 결정하는 제어부 및, 결정된 각 픽셀의 출력값에 따른 재생데이터를 디코딩하여 출력하는 디코딩부를 포함할 수 있다. 이에따라, BER(Bit Error rate)를 최소화하여 홀로그램 데이터를 정확하게 재생할 수 있다.

Description

홀로그램 데이터 재생장치 및 그 방법{Hologram data reproducing apparatus and method thereof}
유전알고리즘을 이용하여 산출된 최적의 임계값을 적용하여 홀로그램 데이터를 재생할 수 있는 홀로그램 데이터 재생장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 홀로그램을 이용한 데이터 기록 및 재생장치는 빛의 회절 및 간섭효과를 이용하여 저장매체 내부에 정보를 기록 및 재생하는 것으로서, 일반적으로 신호광과 기준광의 간섭으로 발생하는 간섭무늬를 이용한다. 이렇게 형성된 간섭 무늬(즉, 홀로그램 데이터)가 저장매체에 기록된다. 그리고, 간섭 무늬가 저장된 저장매체에 기준광을 조사하면, 저장매체에 저장된 간섭무늬가 재현되어, 기록된 데이터가 재생된다.
이때, 기록 매체에 기록된 홀로그램 데이터는 기록 과정에서 사용된 기준광으로만 읽어낼 수 있고, 기록시에 사용된 기준광과 파장 또는 위상이 다른 기준광으로는 읽어 내지 못하고, 기록 매체 안에 기록된 홀로그램 데이터를 통과하게 된다. 이와 같은 홀로그램 성질을 이용하여 각각 다른 기준광으로 기록 매체의 같은 장소에 많은 홀로그램 데이터를 기록하여 다중화함으로써, 작은 기록 매체 내부에 방대한 데이터를 저장하는 것이 가능해 진다. 여기서, 데이터는 소정의 페이지 단위로 처리된다. 페이지단위의 데이터를 데이터페이지라 하며, 데이터페이지는 데이터비트로 표현된 복수 개의 픽셀을 포함한다.
특히, 홀록그래픽 저장매체의 경우, 페이지 단위로 데이터를 처리하는 특성상 기록 광원에서 비롯되는 회절효과로 인한 기록 심볼간의 이차원 간섭효과(2D-ISI, 2-Dimentional Inter Symbol Interference)가 저장품질을 저하시키는 주요한 원인이 된다.
한편, 기록매체에 기록된 데이터를 재생할 때에는 BER(Bit Error rate, 원본 대비 복원 실패율)을 저하시켜야만 데이터의 손실 없이 재생이 가능하다. 하지만, 다중화된 홀로그램 데이터의 재생시, 상기 언급한 심볼간 이차원 간섭효과 및 데이터페이지 검출영역의 협소함으로 인하여, 비트오검출 확률이 증가된다.
종래에는 정확한 데이터 재생을 위해 기설정된 임계값을 일괄적으로 적용하여 각 픽셀의 출력값을 결정하였다. 이에 따라, 데이터 재생에 있어 정확성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
본 발명의 일측면은 유전알고리즘을 이용하여 산출된 최적의 임계값을 적용함으로써, 비트에러비율(BER:Bit Error rate)을 최소화하여 홀로그램 데이터를 정확하게 재생할 수 있는 홀로그램 데이터 재생장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치는 기준광이 조사된 기록 매체로부터 데이터페이지에 대응하는 회절광을 촬상하는 CCD, 상기 회절광에 대응하는 데이터페이지의 에러비트 개수를 검출하는 적합도 함수(Fitness Function:Fit)를 유전 알고리즘에 적용시켜 최적의 임계값을 산출하는 연산부, 상기 산출된 최적의 임계값에 근거하여 상기 데이터페이지의 각 픽셀의 출력값을 결정하는 제어부 및, 상기 결정된 각 픽셀의 출력값에 따른 재생데이터를 디코딩하여 출력하는 디코딩부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이터페이지의 각 픽셀의 출력값 결정을 위한 기설정된 복수 개의 임계값을 저장하는 저장부를 더 포함하며, 상기 연산부는 상기 데이터페이지의 각 픽셀 및 각 픽셀에 대하여 기설정된 상기 복수 개의 임계값에 따라 설정되는 인구집합을 포함하는 세대집합을 설정하고, 세대집합선택, 교차, 돌연변이의 연산과정을 반복수행하며, 생성된 자식세대의 수가 기 설정된 세대진화의 수와 동일하면 상기 유전알고리즘을 종료할 수 있다.
또한, 상기 연산부는 상기 저장된 복수 개의 임계값을 상기 인구집합의 변수(Ri) 초기값으로 적용하여 부모세대를 생성하고 상기 부모세대에 대한 적합도함수를 산출할 수 있다.
또한, 상기 연산부는 상기 부모세대에 대하여 교차연산을 수행하여 자식세대를 생성하고, 생성된 자식세대에 돌연변이 확률을 적용하여 적함도함수를 산출할 수 있다.
또한, 상기 연산부는 상기 부모세대 및 상기 자식세대에서 산출된 적합도함수의 값 중 최소값을 가지는 세대를 판단하여 세대교체를 결정할 수 있다.
또한, 상기 연산부는 상기 부모세대에서 최소값이 산출되면 상기 최소값을 포함하는 부모세대로부터 새로운 자식세대를 생성하며, 상기 자식세대에서 최소값이 산출되면 상기 최소값을 가지는 자식세대를 부모세대로 설정하여 새로운 자식세대를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 유전알고리즘이 종료되면, 최소값이 산출된 세대의 변수(Ri)를 최적의 임계값으로 설정하고, 상기 최적의 임계값과 상기 산출된 휘도값을 비교하여 근접한 임계값을 출력값으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 연산부는 하기의 수학식을 이용하여 상기 데이터페이지에 대한 적합도 함수(Fit)를 산출할 수 있다.
[수학식]
Figure 112013061636853-pat00001
여기서, R(i)는 유전알고리즘의 인구집합 변수, page는 데이터페이지, Error는 변수R(i) 값을 적용한 데이터페이지 내의 에러비트, count()는 측정횟수.
또한, 상기 연산부는 상기 회절광에 대응하는 데이터페이지의 각 픽셀에 대하여 휘도값을 산출하며, 상기 제어부는 산출된 휘도값 및 상기 변수(Ri)의 값을 비교하여 차이값이 일정값 이상이면 에러비트로 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 홀로그램 데이터 재생방법은 (a) 기준광이 조사된 상기 기록 매체로부터 데이터페이지에 대응하는 회절광을 촬상하는 단계, (b) 상기 회절광에 대응하는 데이터페이지의 에러비트 개수를 검출하는 적합도 함수(Fitness Function:Fit)를 유전 알고리즘에 적용시켜 최적의 임계값을 산출하는 단계, (c) 상기 산출된 최적의 임계값에 근거하여 상기 데이터페이지의 각 픽셀의 출력값을 결정하는 단계 및, (d) 상기 결정된 각 픽셀의 출력값에 따른 재생데이터를 디코딩하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b)단계는 (b1) 상기 데이터페이지의 각 픽셀 및 각 픽셀에 대하여 기설정된 복수 개의 임계값에 따라 설정되는 인구집합을 포함하는 세대집합을 설정하는 단계, (b2) 상기 기설정된 복수 개의 임계값을 상기 인구집합의 변수(Ri) 초기값으로 적용하여 부모세대를 생성하고 상기 부모세대에 대한 적합도함수를 산출하는 단계, (b3) 상기 부모세대에 대하여 교차연산을 수행하여 자식세대를 생성하는 단계, (b4) 상기 생성된 자식세대에 돌연변이 확률을 적용하여 적함도함수를 산출하는 단계 및, (b5) 상기 부모세대 및 상기 자식세대에서 산출된 적합도함수의 값 중 최소값을 가지는 세대를 판단하여 세대교체를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b5)단계는 상기 부모세대에서 최소값이 산출되면 상기 최소값을 포함하는 부모세대로부터 새로운 자식세대를 생성하는 단계 및, 상기 자식세대에서 최소값이 산출되면 상기 최소값을 가지는 자식세대를 부모세대로 설정하여 새로운 자식세대를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b)단계는 (b6) 상기 생성된 자식세대의 수가 기 설정된 세대진화의 수와 동일하면 상기 유전알고리즘을 종료하고, 동일하지 않으면 상기 b(4) 및 b(5)단계를 반복수행하는 단계, (b7) 상기 유전알고리즘이 종료되면, 최소값이 산출된 세대의 변수(Ri)를 최적의 임계값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (c)단계는 상기 최적의 임계값과 상기 산출된 휘도값을 비교하여 근접한 임계값을 출력값으로 결정할 수 있다.
또한, 하기의 수학식을 이용하여 상기 데이터페이지에 대한 적합도 함수(Fit)를 산출할 수 있다.
[수학식]
Figure 112013061636853-pat00002
여기서, R(i)는 유전알고리즘의 인구집합 변수, page는 데이터페이지, Error는 변수R(i) 값을 적용한 데이터페이지 내의 에러비트, count()는 측정횟수.
또한, 상기 회절광에 대응하는 데이터페이지의 각 픽셀에 대하여 휘도값을 산출하는 단계 및, 상기 산출된 휘도값 및 상기 변수(Ri)의 값을 비교하여 차이값이 일정값 이상이면 에러비트로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 유전알고리즘을 이용하여 산출된 최적의 임계값을 적용함으로써, 비트에러비율(BER:Bit Error rate)을 최소화하여 홀로그램 데이터를 정확하게 재생할 수 있다.
또한, 유전알고리즘을 이용하여 임계값의 최적화된 해를 찾기 위해 수행하는 세대진화의 수를 한정 또는 조절가능함으로써 구현의 복잡도를 낮출 수 있게 된다. 이에 따라, 홀로그램 데이터 재생장치의 구성이 간소화되고 전력소모를 줄 일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 개략적인 제어블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 데이터재생에 이용되는 유전알고리즘을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 비트에러비율(BER:Bit Error rate)를 비교한 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 데이터 재생방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 유전 알고리즘을 이용한 최적의 임계값 산출을 설명하기 위한 흐름도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 개략적인 제어블럭도이다. 도 1에 따르면, 홀로그램 데이터 재생장치(100)는 광검출부(110), 디코딩부(120)를 포함하며, 광검출부(110)는 CCD(111), 제어부(112), 연산부(113), 및 저장부(114)를 포함할 수 있다.
광 분리기(미도시)로부터 분리된 데이터 재생을 위한 기준광이 미러(12)를 통해 기록매체(13)로 입사되면, 기록매체(13)에서는 기록된 간섭 무늬가 입사된 재생용 기준광을 회절시켜 데이터페이지에 대응하는 회절광을 CCD(111)로 보낸다. CCD(111)는 회절광을 촬상하여 데이터페이지에 포함된 각 픽셀의 휘도값을 바이너리 비트로 표현할 수 있다.
저장부(114)는 촬상된 데이터페이지의 각 픽셀의 출력값 결정을 위한 기설정된 복수 개의 임계값을 저장한다. 여기서, 출력값은 데이터페이지의 재생시 출력되는 휘도값이 될 수 있다. 저장되는 임계값들은 테이블 형식으로 저장될 수 있다.
구체적으로, 촬상된 데이터페이지에 대한 왜곡보정을 위해 한 픽셀에 대하여 복수 개의 기준 임계값을 가질 수 있으며, 각 기준임계값들은 각각의 기준테이블로 저장될 수 있다. 여기서, 기준테이블 각각의 임계값들은 값이 상이하게 설정될 수 있다.
제어부(112)는 CCD(111)에서 촬상된 데이터페이지의 각 픽셀의 휘도값, 기준테이블의 기준임계값, 및 유전 알고리즘을 이용하여 최적의 임계값을 산출하도록 연산부(113)를 제어할 수 있다. 여기서, 임계값들은 멀티레벨로 구성될 수 있으며, 4가지 레벨로 데이터페이지를 재생시키는 경우, 기준임계값 및 최적의 임계값은 4가지의 레벨, 즉 4가지의 상이한 휘도값들이 될 수 있다. 한편, 4-레벨의 임계값을 이용하여 홀로그램 데이터를 재생하는 홀로그램 데이터 재생장치를 일 실시예로 설명할 수 있다.
연산부(113)는 CCD(111)에서 촬상된 데이터페이지의 각 픽셀에 대하여 휘도값을 산출하여 저장부(114)에 저장할 수 있다. 또한, 연산부(113)는 회절광에 대응하는 데이터페이지의 에러비트 개수를 검출하는 적합도 함수(Fitness Function:Fit)를 유전 알고리즘에 적용시켜 최적의 임계값을 산출할 수 있다. 한편, 적합도 함수는 하기의 수학식1과 같다.
Figure 112013061636853-pat00003
여기서, Ri는 유전알고리즘의 인구집합 변수, page는 데이터페이지, Error는 변수(Ri) 값을 적용한 데이터페이지 내의 에러비트, count()는 측정횟수가 될 수 있다.
한편, 제어부(112)는 산출된 휘도값 및 변수(Ri)의 값을 비교하여 일치하지 않으면 에러비트로 판단할 수 있다. 여기서, 변수(Ri)는 유전알고리즘에서 설정된 세대집합 내의 인구집합으로 복수개가 될 수 있으며, 유전알고리즘의 초기 변수(Ri)는 저장부(114)에 저장된 기준 임계값이 적용될 수 있다.
연산부(113)의 최적의 임계값 산출에 대한 설명은 도 2를 통해 구체적으로 설명할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 데이터재생에 이용되는 유전알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 따르면, 연산부(114)는 데이터페이지의 각 픽셀 및 각 픽셀에 대하여 기설정된 복수 개의 임계값에 따라 설정되는 인구집합을 포함하는 세대집합을 설정한다. 본 실시 예에서 인구집합의 변수(Ri)는 R1 내지 R4를 이용하고 있으나, Ri의 개수는 한정하지 않고 그 이상이 될 수도 있다. 여기서, 세대집합은 유전알고리즘에서 부모세대(parents) 및 자식세대(childs)이며, 인구집합은 각 세대집합에 포함된 변수(Ri)의 집합이 될 수 있다.
도 2에 따르면, 세대집합선택, 교차, 돌연변이의 연산과정을 반복수행하며, 생성된 자식세대(childs)의 수가 기 설정된 세대진화의 수와 동일하면 유전알고리즘을 종료할 수 있다. 구체적으로, 연산부(114)는 저장된 복수 개의 임계값을 인구집합의 변수(Ri) 초기값으로 적용하여 부모세대(parents)를 생성한다. 여기서, 부모세대(parents) 생성은 룰렛 휠(roullet wheel) 방식으로 선택될 수 있다. 이때, 변수 r2와 r3에 r1과 r4보다 상대적으로 높은 선택확률을 부여하여, 선택정확성을 극대화할 수 있다.
한편, 연산부(114)는 생성된 부모세대(parents)에 대한 적합도함수를 산출한다. 구체적으로, 촬상된 데이터페이지의 각 픽셀의 임계값으로, r1, r2, r3를 적용하여 에러비트의 개수를 산출한다.
또한, 연산부(114)는 부모세대(parents)에 대하여 교차연산을 수행하여 자식세대(childs)를 생성하고, 생성된 자식세대(childs)에 돌연변이 확률을 적용하여 적합도함수를 산출할 수 있다. 구체적으로, 촬상된 데이터페이지의 각 픽셀의 임계값으로, r12, r21, r23, r32를 적용하여 에러비트의 개수를 산출한다.
여기서, 돌연변이 확률은 1/세대집합의 binary length의 값을 이용할 수 있다. 이에 따라, 국부 최소화 또는 국부 최대화 문제를 방지할 수 있다. 한편, 교차연산은 균등분포(uniform distribution) 크로스오버 방법을 적용할 수 있다.
연산부(114)는 부모세대(parents) 및 자식세대(childs)에서 산출된 적합도함수의 값 중 최소값을 가지는 세대를 판단하여 세대교체를 결정할 수 있다. 구체적으로, 연산부(114)는 부모세대(parents)에서 최소값이 산출되면 최소값을 포함하는 부모세대(parents)로부터 새로운 자식세대(childs)를 생성할 수 있다. 한편, 연산부(114)는 자식세대(childs)에서 최소값이 산출되면 상기 최소값을 가지는 자식세대(childs)를 부모세대(parents)로 설정하여 새로운 자식세대(childs)를 생성할 수 있다.
한편, 연산부(114)는 생성된 자식세대(childs)의 수가 기 설정된 세대진화의 수와 동일하면 유전알고리즘을 종료할 수 있다. 연산부(114)는 유전알고리즘이 종료되면, 최소값이 산출된 세대의 변수(Ri)를 최적의 임계값으로 설정할 수 있다.
제어부(112)는 유전 알고리즘을 이용하여 산출된 최적의 임계값에 근거하여 데이터페이지의 각 픽셀의 출력값을 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(112)는 최적의 임계값과 산출된 휘도값을 비교하여 근접한 최적의 임계값을 출력값으로 결정할 수 있다.
또한, 디코딩부(120)는 결정된 각 픽셀의 출력값에 따른 재생데이터를 디코딩하여 출력할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 비트에러비율(BER:Bit Error rate)를 비교한 그래프이다. 도 3에 따르면, 4-ary 데이터페이지는 1000 X 1000의 픽셀로 구성되고, blur factor편차가 0.7이며, 세대집합은 100개 또는 150개로 설정되고 있다.
또한, 종래의 임계값에 따른 비트에러비율 및 본 발명의 유전 알고리즘을 이용한 최적의 임계값에 따른 비트에러비율이 비교되고 있다. 본 발명에 따른 비트에러비율의 급격히 감소된 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 홀로그램 데이터를 정확하게 재생할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 데이터 재생방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4에 따르면, 기준광이 조사된 기록 매체로부터 데이터페이지에 대응하는 회절광을 촬상할 수 있다(S410).
회절광에 대응하는 데이터페이지의 각 픽셀에 대한 휘도값을 산출하고(S420), 데이터페이지의 에러비트 개수를 검출하는 적합도함수(Fit)를 유전 알고리즘에 적용시켜 최적의 임계값을 산출할 수 있다(S430). 한편, Fit함수는 수학식2를 통해 산출할 수 있다.
Figure 112015009841811-pat00012
여기서, Ri는 유전알고리즘의 인구집합 변수, page는 데이터페이지, Error는 변수(Ri) 값을 적용한 데이터페이지 내의 에러비트, count()는 측정횟수가 될 수 있다.
예를 들어, 유전알고리즘을 통해 생성된 세대의 인구집합 변수가 R1, R2, R3, R4인 경우, 촬상된 데이터페이지의 각 픽셀에 대하여 산출된 휘도값과 변수(R1, R2, R3, R4) 각각을 비교한다. 산출된 휘도값에 근접한 변수가 R1이면, R1의 값과 해당 픽셀의 산출된 휘도값의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값이 일정값 이상이면 에러비트인 것으로 판단할 수 있다.
유전알고리즘을 통해 생성되는 각 세대의 변수를 적합도 함수에 적용하여, 에러비트의 개수를 산출할 수 있다. 이 중 에러비트의 개수가 최소인 세대의 변수를 최적으로 임계값으로 설정할 수 있다.
다음으로, 산출된 최적의 임계값에 근거하여 데이터페이지의 각 픽셀의 출력값을 결정할 수 있다(S440). 구체적으로, 최적의 임계값은 복수 개의 임계값을 포함하며, 산출된 휘도값과 비교하여 근접한 임계값을 출력값으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 최적의 임계값이 4가지 레벨로 구성된 경우, 최적의 임계값으로 산출된 R1, R2, R3, R4의 값 중에서, 산출된 데이터페이지 내의 각 픽셀의 휘도값에 대하여, 가장 근접한 임계값을 출력값으로 결정할 수 있다.
또한, 결정된 각 픽셀의 출력값에 따른 재생데이터를 디코딩하여 출력할 수 있다(S450). 한편, 유전 알고리즘에 대한 설명은 도 5를 통해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 데이터 재생장치의 유전 알고리즘을 이용한 최적의 임계값 산출을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5에 따르면, 데이터페이지의 각 픽셀 및 각 픽셀에 대하여 기설정된 복수 개의 임계값에 따라 설정되는 인구집합을 포함하는 세대집합을 설정하고, 기설정된 복수 개의 임계값을 인구집합의 변수(Ri) 초기값으로 적용한다(S510). 여기서, 세대집합은 유전알고리즘의 부모세대 및 자식세대이며, 인구집합은 각 세대집합에 포함된 변수(Ri)의 집합이 될 수 있다.
다음으로, 부모세대를 생성하고(S520) 부모세대에 대한 적합도함수를 산출한다(S530).
부모세대에 대하여 교차연산을 수행하여 자식세대를 생성한다(S540). 생성된 자식세대에 돌연변이 확률을 적용하고(S550), 돌연변이 확률이 적용된 자식세대에 대한 적함도함수를 산출한다(S560).
다음으로, 부모세대 및 자식세대에서 산출된 적합도함수의 값 중 최소값을 가지는 세대를 판단하여 세대교체를 결정한다. 여기서, 부모세대에서 최소값이 산출되면(S570:Y), 최소값을 포함하는 부모세대로부터 새로운 자식세대를 생성할 수 있다(S580). 다음으로, 자식세대수와 기설정된 세대진화수가 동일한지 판단한다(S600). 이때, 동일하지 않으면(S600:N), S550단계부터 다시 수행한다.
한편, 자식세대에서 최소값이 산출되면(S590), 자식세대수와 기설정된 세대진화수가 동일한지 판단한다(S610). 이때, 동일하지 않으면(S610:N) 최소값을 포함하는 자식세대를 부모세대로 설정하고(S620), S540단계부터 다시 수행한다.
한편, 자식세대수와 기설정된 세대진화수가 동일하면(S600:Y, S610:Y), 최소값이 산출된 세대의 변수(Ri)를 최적의 임계값으로 설정할 수 있다.
여기서, 부모세대는 룰렛 휠 방식으로 선택하고, 부모세대와 자식세대는 균등분포 크로스오버 방법으로 선택될 수 있다. 이에따라, 유전알고리즘을 이용하여 산출된 최적의 임계값을 적용함으로써, BER(Bit Error rate)를 최소화하여 홀로그램 데이터를 정확하게 재생할 수 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
100 : 홀로그램 데이터 재생장치 110 : 광검출부
111 : CCD 112 : 제어부
113 : 연산부 114 : 저장부
120 : 디코딩부 11 : 광원
12 : 미러 13 : 기록매체

Claims (11)

  1. 기준광이 조사된 기록 매체로부터 데이터페이지에 대응하는 회절광을 촬상하는 CCD;
    상기 회절광에 대응하는 데이터 페이지의 각 픽셀에 대한 휘도값을 산출하며, 상기 회절광에 대응하는 데이터페이지의 에러비트 개수를 검출하는 적합도 함수(Fitness Function:Fit)를 상기 데이터페이지의 각 픽셀에 대하여 기설정된 복수 개의 기준 임계값에 따라 인구집합을 포함하는 세대집합을 설정하는 유전 알고리즘에 적용시키고, 상기 유전 알고리즘을 통해 생성된 변수 중 최소값이 산출된 세대의 인구집합 변수(Ri)를 임계값으로 설정하는 연산부;
    상기 임계값과 상기 산출된 휘도값을 비교하여 상기 임계값 중 상기 산출된 휘도값과의 차가 가장 작은 임계값을 출력값으로 결정하는 제어부; 및,
    상기 결정된 각 픽셀의 출력값에 따른 재생데이터를 디코딩하여 출력하는 디코딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 데이터 재생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터페이지의 각 픽셀의 출력값 결정을 위한 상기 기설정된 복수 개의 기준 임계값을 저장하는 저장부;를 더 포함하며,
    상기 연산부는,
    세대집합선택, 교차, 돌연변이의 연산과정을 반복수행하며, 생성된 자식세대의 수가 기 설정된 세대진화의 수와 동일하면 상기 유전알고리즘을 종료하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 데이터 재생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 저장된 복수 개의 기준 임계값을 상기 인구집합의 변수(Ri) 초기값으로 적용하여 부모세대를 생성하고 상기 부모세대에 대한 적합도함수의 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 데이터 재생장치.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제3항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 부모세대에 대하여 교차연산을 수행하여 자식세대를 생성하고, 생성된 자식세대에 돌연변이 확률을 적용하여 적합도함수의 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 데이터 재생장치.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제4항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 부모세대 및 상기 자식세대에서 산출된 적합도함수의 값 중 최소값을 가지는 세대를 판단하여 세대교체를 결정하는 것을 특징으로 하는 홀로그램데이터 재생장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 부모세대에서 최소값이 산출되면 상기 최소값을 포함하는 부모세대로부터 새로운 자식세대를 생성하며, 상기 자식세대에서 최소값이 산출되면 상기 최소값을 가지는 자식세대를 부모세대로 설정하여 새로운 자식세대를 생성하는 것을 특징으로 하는 홀로그램데이터 재생장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산부는 하기의 수학식을 이용하여 상기 데이터페이지에 대한 적합도 함수(Fit)를 산출하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 데이터 재생장치.
    [수학식]
    Figure 112015009841811-pat00011

    여기서, Ri는 인구집합 변수, page는 데이터페이지, Error는 변수(Ri) 값을 적용한 데이터페이지 내의 에러비트, count()는 측정횟수.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는 산출된 휘도값 및 상기 변수(Ri)의 값을 비교하여 차이값이 일정값 이상이면 에러비트로 판단하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 데이터 재생장치.
  10. 기준광이 조사된 기록 매체로부터 데이터페이지에 대응하는 회절광을 촬상하는 단계;
    상기 회절광에 대응하는 데이터 페이지의 각 픽셀에 대한 휘도값을 산출하는 단계;
    상기 회절광에 대응하는 데이터페이지의 에러비트 개수를 검출하는 적합도 함수(Fitness Function:Fit)를 상기 데이터페이지의 각 픽셀에 대하여 기설정된 복수 개의 기준 임계값에 따라 인구집합을 포함하는 세대집합을 설정하는 유전 알고리즘에 적용시키고, 상기 유전 알고리즘을 통해 생성된 변수 중 최소값이 산출된 세대의 인구집합 변수(Ri)를 임계값으로 산출하는 단계;
    상기 임계값 중 상기 산출된 휘도값과의 차가 가장 작은 임계값을 출력값으로 결정하는 단계; 및,
    상기 결정된 각 픽셀의 출력값에 따른 재생데이터를 디코딩하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 데이터 재생방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 회절광에 대응하는 데이터페이지의 에러비트 개수를 검출하는 적합도 함수(Fitness Function:Fit)를 상기 유전 알고리즘에 적용시켜 상기 유전 알고리즘을 통해 생성된 변수 중 최소값이 산출된 세대의 인구집합 변수(Ri)를 임계값으로 산출하는 단계는,
    상기 데이터페이지의 각 픽셀 및 각 픽셀에 대하여 상기 기설정된 복수 개의 임계값에 따라 설정되는 인구집합을 포함하는 세대집합을 설정하는 단계;
    상기 기설정된 복수 개의 기준 임계값을 상기 인구집합의 변수(Ri) 초기값으로 적용하여 부모세대를 생성하고 상기 부모세대에 대한 적합도함수의 값을 산출하는 단계;
    상기 부모세대에 대하여 교차연산을 수행하여 자식세대를 생성하는 단계;
    상기 생성된 자식세대에 돌연변이 확률을 적용하여 적합도함수의 값을 산출하는 단계; 및,
    상기 부모세대 및 상기 자식세대에서 산출된 적합도함수의 값 중 최소값을 가지는 세대를 판단하여 세대교체를 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 데이터 재생방법.
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