KR20020004254A - 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템과 데이터코딩/디코딩 방법 - Google Patents

홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템과 데이터코딩/디코딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일정 수준 이상의 재생 에러율을 유지하면서도 코드 레이트를 증진시킬 수 있도록 한 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생용 데이터의 코딩/디코딩 기법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 입력 데이터를 N비트 단위로 블록화하여 그룹핑하고, 각 블록을 그룹의 특성에 맞도록 N → N+1로 코딩하여 저장 매체에 기록하며, 재생모드 시에, 재생신호에서 산출한 분산 또는 표준 편차를 이용하여 코딩된 각 블록의 그룹을 분리하고, 분리된 각 블록을 N+1 → N으로 변환하여 디코딩 함으로써, 종래 방법들에 비해, SNR-BER 특성을 향상시킬 수 있고, 또한 일정한 BER에서의 저장 용량을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템과 데이터 코딩/디코딩 방법{HOLOGRAPHIC DIGITAL STORAGE/REPRODUCING SYSTEM AND CODING/DECODING METHOD THEREOF}
본 발명은 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템(Holographic Digital Data Storage/Reproducing System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장 매체(예를 들면, 광 굴절성 크리스탈)에 홀로그램 데이터를 저장(기록)하고, 저장된 홀로그램 데이터를 재생할 때 적정 레벨의 코드 레이트(code rate)를 유지하면서도 재생 에러를 최소화시키는 데 적합한 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템과 데이터 코딩/디코딩 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 물체로부터의 물체 광과 기준 광을 서로 간섭시킬 때 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(Amplitude)에 민감하게 반응하는 저장 매체, 예를 들면 크리스탈(crystal) 등의 저장 매체에 기록(저장)하는 것으로, 기준광의 각도를 변화시키는 방법 등에 의해 물체광의 강도 및 방향까지도 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 방생한 레이저광을 기준 광과 물체 광으로 분기시키고, 물체 광을 외부 입력 데이터(즉, 저장하고자 하는 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 명암을 이루는 2진 데이터로 변조하며, 변조된 물체 광(즉, 신호 광)과 분기되어 기설정된 편향 각으로 반사시킨 기록용 기준 광을 서로 간섭시킴으로서 얻어지는 간섭 무늬를 입력 데이터에 대응하는 홀로그램 데이터로써 저장 매체에 기록한다.
이때, 홀로그램 데이터는 저장 매체에 기록될 때 중첩(다중화)되어 기록(저장)되는 데, 이러한 다중화 기록 방식으로는, 예를 들면 각도 중첩, 파장 중첩, 위상 부호 중첩 등의 방법이 있다.
또한, 볼륨 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은, 재생모드 시에, 광원에서 발생한 레이저광에서 분기된 물체 광을 차단하고, 분기된 기준 광을 기설정된 재생 각으로 편향시켜 저장 매체에 조사하며, 이러한 조사를 통해 기록된 간섭 무늬가 재생용 기준 광을 회절시켜 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터를 복조 함으로써, 소망하는 특정 홀로그램 데이터를 재생한다. 이때, 저장 매체에 기록된 데이터를 재생하는 데 이용되는 재생용 기준 광은, 실질적으로 저장 매체에 홀로그램 데이터를 기록할 때 적용했던 기준 광과 동일한 각도를 갖는 기준 광이다.
한편, 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템내의 저장 매체에 홀로그램 데이터를 기록한 후 재생하는 경우, 레이저광의 세기(intensity), 렌즈에 의한 왜곡, 시스템 내부의 스캐터링 및 회절 등 여러 가지 요인에 의해, 재생신호는 전체적으로 세기의 분포 차이를 가지게 된다.
특히, 기록 또는 재생을 위해 저장 매체로 조사되는 기준 광은 일 예로서 도 7에 도시된 바와 같이, 가우시안 분포 특성을 갖는 데, 이러한 가우시안 분포 특성으로 인해, 일 예로서 도 8에 도시된 바와 같이, 재생신호의 한 페이지 중 점선으로 도시된 A 영역(즉, 한 페이지의 대심 영역)에서는 일정 레벨 이상의 세기를 나타내 재생 에러율이 거의 없으나 B 영역(즉, 한 페이지의 모서리 영역)에서는 세기가 일정 레벨 이하로 되어 재생 에러율이 급격하게 증가한다는 문제를 갖는다.
다른 한편, 재생신호를 디코딩하는 가장 일반적인 방법으로 임계값을 이용하는 방식이 있으며, 이러한 임계값 이용 방식으로는 픽셀의 평균이나 0.5값을 이용하는 방식과 국부 임계값을 이용하는 방식이 있다.
상기한 임계값 이용 방식 중 전자의 경우는 픽셀의 평균이나 0.5값보다 크면 1로 판독하고, 그보다 작으면 0으로 판독하는 방법이다. 그러나, 이 방법의 경우 코드 레이트(code rate)는 높으나 상술한 바와 같은 이유로 인해 재생 에러율(특히, 한 페이지의 모서리 부분에서의 재생 에러율)이 매우 높게 나타나기 때문에 현실적으로 적용이 어렵다는 문제를 갖는다.
또한, 임계값 이용 방식 중 후자(즉, 국부 임계값 이용 방식)의 경우는 한 페이지의 재생신호를 여러 개의 영역으로 분할하고, 분할된 각 영역에 대해 서로 다른 임계값을 적용, 즉 페이지의 중심에 가까울수록 상대적으로 높은 임계값을 적용하고 페이지의 중심으로부터 멀어질수록(즉, 모서리 부분에 근접할수록) 상대적으로 낮은 임계값을 적용하여 1과 0을 판정하는 방식이다.
그러나, 이 방법의 경우 코드 레이트가 높고 재생 에러율이 낮다는 장점을 갖는 반면에, 노이즈 패턴의 양상이 다른 경우 여러 시스템간의 호환성이 떨어진다는 문제를 갖는다. 즉, 각 시스템들은 시스템의 특성 및 주변 환경 등에 따라 서로 다른 양상의 노이즈 패턴을 갖게 되는 데, 이와 같이 노이즈 패턴이 서로 다르게 나타나는 시스템들에 규격화된 기준으로 분할한 임계값 기준들을 동일하게 적용하게 되면, 결과적으로 재생 에러율이 증가할 수밖에 없게 되고, 이로 인해 재생 에러율이 증가하게 된다는 문제를 갖는다.
한편, 재생신호의 에러율을 감소시키기 위한 다른 방식으로는 미합중국 소재의 스탠포드 대학에서 제안한 방식(이하, 스탠포드 방식이라 칭함)이 있는 데, 스탠포드 방식은 국부적으로 1이 0보다 큰 것을 이용하여 입력 데이터를 코딩한 후에 저장 매체에 기록하고, 재생 후에는 그 역으로 디코딩을 수행하는 방식이다. 예를 들어, 01은 0으로, 10은 1로 코딩하여 기록하고 재생 후에는 그 역 과정을 통해 디코딩하는 방식이다.
그러나, 상기한 스탠포드 방식의 경우 재생 에러율을 낮출 수 있는 장점을 갖는 반면에 코드 레이트(50%)가 현저하게 저하된다는 다른 문제점을 갖는다.
다음에, 재생신호의 에러율을 감소시키기 위한 또 다른 방식으로는 IBM에서 제안한 방식(이하, IBM 방식이라 칭함)이 있는 데, IBM 방식은 1의 수와 0의 수가 같도록 코딩하여 저장 매체에 기록하고, 재생 후에는 세기의 순서에 의해 디코딩하는 방식이다.
예를 들어, 6 : 8의 경우, 8비트 중 1과 0의 개수가 같은 64개의 조합을 64개의 데이터와 연관시키고(6비트 → 8비트), 재생 시에는 재생된 신호 중(8비트 신호) 세기가 큰 것 4개를 1로, 나머지는 0으로 한 조합을 만들고 이를 6비트로 전환하여 디코딩하는 방식이다.
그러나, 상기한 IBM 방식은 재생 에러율이 낮다는 장점을 가짐과 동시에 상술한 스탠포드 방식에 비해 상대적으로 높은 코드 레이트를 갖지만 이상적인 코드레이트(즉, 코드 레이트 1)에 근접하기에는 여전히 코드 레이트가 낮다는 문제를 갖는다.
즉, IBM 방식의 경우, 4 : 6에서는 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖고, 6 : 8에서는 대략 75% 정도의 코드 레이트를 갖으며, 8 : 12에서는 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖게 되는 데, 이런 정도의 코드 레이트는 저장 매체 용량의 이용 효율성을 충족시키기에는 결코 부족하다고 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일정 수준 이상의 재생 에러율을 유지하면서도 코드 레이트를 증진시킬 수 있는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템과 데이터 코딩/디코딩 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 관점에 따른 본 발명은, 레이저광을 기준 광과 물체 광으로 분기시키고, 상기 물체 광과 외부 입력 데이터간의 변조를 통해 신호 광을 생성하고, 상기 분기된 기준 광과 신호 광을 간섭시켜 얻어지는 간섭 무늬를 상기 외부 입력 데이터의 홀로그램 데이터로서 저장 매체에 저장하며, 상기 레이저광을 분기시켜 생성한 재생용 기준 광을 소정 각도로 조사하여 상기 저장 매체에 기록된 데이터를 재생하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에 있어서, 상기 외부 입력 데이터를 N비트 단위로 구분하여 소정 개수의 그룹으로 분리하는 그룹 설정 블록; 설정한 각 그룹의 특성에 맞도록 각 그룹 내 각 블록 데이터 N을 N+1로 변환하여 코딩하고, 이 코딩된 다수의 블록 데이터를 포함하는 코딩된 입력데이터를 상기 물체 광 처리 경로로 제공하는 코딩 블록; 재생모드 시에 상기 저장 매체로부터 출력되는 재생신호의 각 재생 세기 값들을 다차항으로 처리하고, 각 블록별로 최대 값 또는 최소 값을 제거하여 분산 또는 표준 편차를 산출하는 수단; 상기 분산의 평균값을 산출하고, 이 산출된 평균값과 각 블록의 분산 값을 비교하여 각 블록 데이터를 그룹으로 분리하는 그룹 분리 블록; 및 분리된 각 그룹의 블록들에 대해 그룹에 따라 최대 값 또는 최소 값에 0 또는 1 의 값을 부여하고, N+1 비트의 각 블록을 N 비트로 변환하여 디코딩하는 디코딩 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 기준 광과 물체 광을 이용하여 외부 입력 데이터를 홀로그램 저장 매체로 기록 및 재생할 때 기록하고자 하는 외부 입력 데이터를 코딩하고 홀로그램 저장 매체로부터의 재생 출력을 디코딩하는 방법에 있어서, 기록모드 시에, 상기 외부 입력 데이터를 N비트 단위로 구분하여 소정 개수의 그룹으로 분리하는 과정; 설정한 각 그룹의 특성에 맞도록 각 그룹 내 각 블록 데이터 N을 N+1로 변환하여 코딩하는 과정; 상기 기준 광과 물체 광을 이용하여 상기 코딩된 입력 데이터를 상기 홀로그램 저장 매체에 기록하는 과정; 재생모드 시에, 상기 홀로그램 저장 매체로부터 출력되는 재생신호의 각 재생 세기 값들을 다차항으로 처리한 후, 각 블록별로 최대 값 또는 최소 값을 제거하여 분산 또는 표준 편차를 산출하는 과정; 상기 산출된 분산의 평균값을 산출하는 과정; 상기 산출된 평균값과 각 블록의 분산 값을 비교하여 각 블록 데이터를 그룹으로 분리하는 과정; 및 분리된 각 그룹의 블록들에 대해 그룹에 따라 최대 값또는 최소 값에 0 또는 1 의 값을 부여하고, N+1 비트의 각 블록을 N 비트로 변환하여 디코딩하는 과정으로 이루어진 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서의 코딩/디코딩 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템의 블록구성도,
도 2는 그룹 분리를 위해 본 발명의 실험 예에 따라 얻어진 변형된 변화 분포를 보여주는 그래프,
도 3은 그룹 분리를 위해 본 발명의 실험 예에 따라 얻어진 표준 변차의 분포를 보여주는 그래프,
도 4는 그룹 분리를 위해 본 발명의 실험 예에 따라 얻어진 코드워드의 합에 대한 분포를 보여주는 그래프,
도 5는 종래 방식인 임계값 방식, 스탠포드 방식, IBM 방식과 본 발명의 방식에 대해 SNR과 BER 특성을 비교 실험 결과를 나타내는 비교 그래프,
도 6은 종래 방식인 임계값 방식, 스탠포드 방식, IBM 방식과 본 발명의 방식에 대해 목표 BER과 용량간의 비교 실험 결과를 나타내는 비교 그래프,
도 7은 저장 매체로 조사되는 기준 광이 갖는 가우시안 분포 특성을 도시한 특성도,
도 8은 한 페이지의 중심 영역과 모서리 영역에서 신호 세기가 다르게 나타나는 현상을 설명하기 위해 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 저장 및 재생 장치 111 : 광원
112 : 광 분리기 113, 116 : 셔터
114, 117 : 반사경 115 : 액츄에이터
118 : 공간 광 변조기 119 : 저장 매체
120 : CCD 130 : 데이터 코딩 장치
132 : 그룹 설정 블록 134 : 코딩 블록
150 : 데이터 디코딩 장치 152 : 다차항 처리 블록
154 : 표준 편차 산출 블록 156 : 그룹 분리 블록
158 : 디코딩 블록
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 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 핵심 기술요지는, 저장모드 시에, 홀로그램 저장 매체에 저장하고자 하는 입력 데이터를 N비트 단위(예를 들어, 3개, 4개, 5개, 6개 등)로 블록화하여 그룹핑하고, 각 블록을 그룹의 특성에 맞도록 N → N+1로 코딩하여 저장 매체에 저장(기록)하며, 재생모드 시에, 재생신호에서 산출한 분산 또는 표준 편차를 이용하여 코딩된 각 블록의 그룹을 분리한 후 각 블록을 N+1 → N으로 변환하여 디코딩한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템의 블록구성도로서, 크게 구분해 볼 때, 저장 및 재생 장치(110), 데이터 코딩 장치(130) 및 데이터 디코딩 장치(150)로 구성된다.
도 1을 참조하면, 저장 및 재생 시스템(110)은, 통상의 일반적인 재생 시스템을 나타내는 것으로, 홀로그래피에서 요구되는 레이저광을 발생하는 광원(111), 3차원상의 홀로그램 데이터(즉, 간섭 무늬)를 저장하는 저장 매체(119)(예를 들면, 광 굴절성 크리스탈) 및 CCD(120)를 포함하며, 이러한 광원(111)과 저장 매체(119) 사이에는 다수의 광학계를 포함하는 두 개의 경로, 즉 기준 광 처리 경로(PS1)와 물체 광 처리 경로(PS2)가 형성된다.
먼저, 광 분리기(112)에서는 광원(111)으로부터 입사되는 레이저광을 기준 광과 물체 광으로 분기하는 데, 여기에서 분기된 수직 편광의 기준 광은 기준 광 처리 경로(PS1)로 제공되고 분기된 물체 광은 물체 광 처리 경로(PS2)로 제공된다.
다음에, 기준 광 처리 경로(PS1)상에는 셔터(113), 반사경(114) 및 액츄에이터(115)가 기준광의 출사 방향으로 구비되며, 이러한 광 전달 경로를 통해 기준 광 처리 경로(PS1)에서는 홀로그램 데이터의 기록 또는 재생에 필요한 기준 광을 기설정된 소정의 편향 각으로 반사시켜 저장 매체(119)에 제공한다.
이때, 설명의 편의와 이해의 증진을 위해 도 1에서의 도시는 생략하였으나, 기준 광 처리 경로(PS1) 상에는 기준 광 처리를 위한 다수의 광학 렌즈(예를 들면, 웨이스트 구성 렌즈, 빔 확장기 등)가 구비된다.
따라서, 광 분리기(112)로부터 분기되어 셔터(113)의 개구를 통해 입사되는 수직 편광된 기준 광은 도시 생략된 광학 렌즈 등을 통해 조정되고 임의의 크기로 확장(즉, 후술하는 물체 광 처리 경로(PS2)에서 빔 확장기를 통해 확장되는 물체광의 크기를 커버하기에 충분한 정도의 크기로 확장)되며, 반사경(114)을 통해 기설정된 소정 각도, 예를 들면 기록시의 기록 각 또는 재생을 위해 기설정된 재생 각으로 편향된 후 저장 매체(119)로 입사(조사)된다.
여기에서, 기록 또는 재생 시에 이용되는 기준 광은 각 페이지 단위의 2진 데이터를 저장 매체(119)에 기록할 때마다 액츄에이터(115)를 이용해 반사경(114)을 회전시켜 그 편향각도(θ)를 변화시키는 방법으로 제어되는 데, 이러한 기준 광 편향 기법을 통해 수백 내지 수천 개의 홀로그램 데이터를 저장 매체(119)에 저장하거나 혹은 저장된 홀로그램 데이터를 재생할 수 있다.
한편, 물체 광 처리 경로(PS2)상에는 셔터(116), 반사경(117) 및 공간 광 변조기(118)가 물체광의 출사 방향으로 순차 구비되는 데, 셔터(116)는 도시 생략된 시스템 제어 수단으로부터의 제어에 따라, 기록모드 시에는 개방 상태를 유지하고, 재생모드 시에는 차단 상태를 유지한다.
이때, 설명의 편의와 이해의 증진을 위해 도 1에서의 도시는 생략하였으나, 물체 광 처리 경로(PS2) 상에는 물체 광 처리를 위한 다수의 광학 렌즈(예를 들면, 리이미징 렌즈, 빔 확장기, 필드 렌즈 등)가 구비된다.
따라서, 광 분리기(112)로부터 분기되어 셔터(116)의 개구를 통해 입사되는 물체 광은 반사경(117)을 통해 소정의 편향 각으로 반사된 후 공간 광 변조기(118)로 전달된다.
이어서, 공간 광 변조기(118)에서는 반사경(117)으로부터 전달되는 물체 광을 데이터 코딩 장치(130)로부터 제공되는 입력 데이터(즉, 본 발명에 따라 코딩된 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조, 즉 일 예로서 입력 데이터가 영상의 한 프레임 단위로 된 화상 데이터일 때공간 광 변조기(118)로 입사되는 물체 광은 한 프레임 단위의 신호 광으로 변조된 후, 기준 광 처리 경로(PS1)의 반사경(114)에서 입사되는 기준 광과 동기를 맞추어 저장 매체(119)로 입사된다.
따라서, 저장 매체(119)에서는, 기록모드 시에, 공간 광 변조기(118)로부터 제공되는 2진 데이터의 페이지 단위로 변조된 신호 광과 이에 대응하는 편향각도(θ)를 가지고 반사경(114)으로부터 입사되는 기록용 기준 광간의 간섭을 통해 얻어지는 간섭 무늬가 기록된다. 즉, 변조된 물체 광과 기준 광간의 간섭에 의해 얻어지는 간섭 무늬의 강도에 따라 저장 매체(119) 내부에서 운동 전하의 광 유도 현상이 발생하는 데, 이러한 과정을 통해 저장 매체(119)에 3차원 상 홀로그램 데이터의 간섭 무늬가 기록된다.
한편, 데이터 코딩 장치(130)는 그룹 설정 블록(132)과 코딩 블록(134)을 포함하는 데, 그룹 설정 블록(132)에서는 외부로부터 입력되는 디지털 입력 데이터(즉, 저장 매체에 기록하고자 하는 입력 데이터)를 N비트 단위(예를 들면, 3비트, 4비트, 5비트, 6비트 등)로 블록화하여 그룹으로 분리하며, 여기에서 그룹으로 분리된 각 블록 데이터들은 코딩 블록(134)으로 전달된다.
여기에서, 블록화할 비트 수의 결정은 기설정된 셋팅 수로 할 수도 있고, 혹은 사용자가 필요에 따라 적응적으로 선택할 수도 있다.
이때, 다수의 N비트 블록으로 된 그룹을 설정함에 있어서, 1이 없는 경우와 1이 한 개인 경우, 1이 하나인 경우와 1이 세 개인 경우 등과 같이 다양하게 그룹을 분리할 수 있으나, 계산 량을 고려한다면 그룹을 2가지로 설정하는 것이 바람직하다.
여기에서, 나누어진 그룹의 경우의 수가 같은 경우 나타나는 그룹의 수가 거의 비슷하므로 재생모드에서 디코딩할 때 분산의 평균을 이용한 그룹 분리가 용이하지만, 그렇지 않은 경우(즉, 경우의 수가 차이가 많이 나는 경우)에는 그룹 분리에 다소 어려움이 따르게 된다. 따라서, 이러한 점을 방지하기 위해서, 경우의 수가 차이가 많이 나는 경우(예를 들어, A 그룹이 1가지이고, B 그룹이 3가지인 경우 등)에는 A 그룹의 수나 B 그룹의 수에 대한 정보를 가진 패리티 비트를 붙여 코딩함으로써, 원활한 디코딩이 행해지도록 하는 것이 바람직하다.
다음에, 코딩 블록(134)은 설정한 그룹의 특성에 맞도록 하여 각 그룹의 각 블록 데이터 N을 N+1로 변환(예를 들어, 3비트로 된 블록 데이터를 4비트로, 4비트로 된 블록 데이터를 5비트로, 5비트로 블록 데이터를 6비트로 변환 : 즉, 참조 픽셀(비트)의 부가)하여 코딩한 후 각 블록 데이터로 코딩된 한 페이지의 2진 데이터를 공간 광 변조기(118)로 전달한다.
이때, 각 블록에 참조 픽셀을 붙이는 것은 첫 번째 자리에 붙이거나 세 번째 자리에 붙이거나 아무런 규칙 없이 임의로 지정해 붙이거나 등과 같이 다양한 방법을 사용할 수 있다.
따라서, 공간 광 변조기(118)가 반사경(117)으로부터 입사되는 물체 광을 그룹내 각 블록 데이터로 코딩되어 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하여 생성한 신호 광을 저장 매체(119)로 조사함으로써, 저장 매체(119)에는 본 발명에 따라 코딩된 홀로그램 데이터가 저장된다.
한편, 본 발명에 따라 각 그룹 데이터별로 분리 코딩되어 저장 매체(119)에 기록(저장)된 홀로그램 데이터를 재생하는 경우, 도시 생략된 시스템 제어 수단으로부터의 제어에 따라 물체 광 처리 경로(PS2)측의 셔터(116)는 차단 상태로 되고 기준 광 처리 경로(PS1)측이 셔터(113)는 개방 상태로 된다.
따라서, 광 분리기(112)로부터 분기된 기준 광(재생용 기준 광)은 반사경(114)을 통해 반사되어 저장 매체(119)로 조사되며, 그 결과 저장 매체(134)에서는 판독용 기준 광에 의해 기록된 간섭 무늬가 입사된 판독용 기준 광을 회절시켜 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터(즉, 바둑판 형상 무늬)로 복조되며, 여기에서 복조된 재생 신호는 CCD(120)로 조사된다.
이어서, CCD(120)에서는 저장 매체(119)로부터 조사되는 재생 출력을 원래의 데이터, 즉 전기신호로 복원되며, 여기에서 복원된 재생 신호는 데이터 디코딩 장치(150)내의 다차항 처리 블록(152) 및 그룹 분리 블록(156)으로 각각 전달된다.
즉, 데이터 디코딩 장치(150)는, 저장 매체(119)로부터 재생되어 CCD(120)를 통해 출력되는 코딩된 재생신호를 코딩 전의 원 신호로 디코딩하는 것으로, 다차항 처리 블록(152), 표준 편차 산출 블록(154), 그룹 분리 블록(156) 및 디코딩 블록(158)을 포함한다.
여기에서, 다차항 처리 블록(152)은 재생된 신호의 각 값(즉, 재생 세기(intensity))들을 다차항(예를 들면, 제곱, 세제곱 등)으로 처리하여 표준 편차 산출 블록(154)으로 전달한다.
이때, 채널 특성이 열악한 경우(즉, 노이즈에 의해 0과 1의 분포가 많이 겹쳐지는 경우)에는 원활한 그룹 분리를 위해 다차항의 차수를 높여 주는 것이 바람직하다. 그러나, 다차항 처리에 수반되는 계산 량을 고려한다면 시스템의 특성에 맞는 범주 이내에서 가능하면 낮은 차수로 조정하는 것이 더욱 바람직하다.
다음에, 표준 편차 산출 블록(154)에서는 각 블록별로 최대 값 또는 최소 값을 제거한 후 분산 또는 표준 편차를 산출하여 그룹 분리 블록(156)으로 전달하는 데, 이때 제외되는 비트로는 확실히 0이나 1을 알 수 있는 비트를 사용한다. 예를 들어, 000을 사용하는 경우에는 최소 값이 0이 확실하므로 최소 값을 제외하고, 111이 사용되는 경우에는 최대 값을 제외하며, 두 가지가 모두 들어가지 않는 경우에는 최대 또는 최소 값 중 아무 것이나 제외한다.
한편, 그룹 분리 블록(156)에서는 분산의 평균값을 산출하고, 이 산출된 평균값과 각 블록의 분산 값을 비교하여 그룹을 분리, 예를 들어 각 그룹들을 1이 하나인 A 그룹과 1이 두 개인 B 그룹으로 분리하여 디코딩 블록(158)으로 전달한다. 이때, 그룹의 분리 시 경우의 수가 비슷한 경우에는 분산이나 표준 편차 등과 같은 변화(variation)의 평균을 기준으로 하여 그룹을 분리하고, 패리티와 같은 정보 비트가 부가된 경우에는 패리티 비트를 이용하여 그룹을 분리한다.
이어서, 디코딩 블록(158)에서는 분리된 각 그룹의 각 블록들에 대해 0, 1 의 값을 부여, 예를 들어 A 그룹인 경우 최대 값을 찾아내어 1로 나머지는 0으로 그 값을 부여하고, B 그룹인 경우 최소 값을 찾아내어 0으로 나머지는 1로 그 값을 부여한다. 마지막으로, N+1 비트의 각 블록을 N 비트로 변환, 예를 들어 첫 번째, 세 번째 등의 비트를 제거하여 원래의 N비트 데이터로 디코딩한다.
따라서, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 코딩 및 디코딩 과정을 통해 홀로그램 데이터를 기록 및 재생함으로써, 재생 에러율을 최소화(즉, SNR-BER 특성 향상)하면서도 전술한 종래 기술에 비해 높은 코드 레이트를 유지(즉, 일정한 BER에서의 저장 용량 향상)할 수 있다.
다음에, 본 발명의 발명자들은 본 발명에 따라 홀로그램 데이터를 코딩하고, 이 코딩된 데이터를 재생하여 디코딩하는 과정에 대해 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과는 다음과 같다.
[실험 예 1]
본 실험 예는 3 : 4 코드의 경우, 즉 그룹으로 분리된 3비트 블록들을 4비트로 코딩하여 기록한 후 재생하여 디코딩하는 경우에 대한 것이다.
이 경우, 3비트를 4비트로 나타낼 수 있는 경우의 수는 1이 없는 경우 1가지, 1이 하나인 경우 4가지, 1이 두 개인 경우 6가지, 1이 세 개인 경우 4가지, 1이 네 개인 경우 1가지로 모두 16가지이며, 나타내어야 하는 것은 8가지이다.
또한, 그룹의 설정은, 일 예로서 1이 하나인 경우(A 그룹) 4개와 1이 세 개인 경우(B 그룹) 4개를 사용하였으며, 코딩은 선정한 그룹의 특성에 맞게 다음과 같이 구성하였다.
A 그룹 : 000 → 0001, 001 → 0010, 010 → 0100, 100 → 1000
B 그룹 : 011 → 0111, 101 → 1011, 110 → 1101, 111 → 1110
즉, 선정한 그룹의 특성에 맞도록 하기 위하여, A 그룹에서는 모두 0인 경우 마지막(네 번째 비트)에 1을 붙이고, 1이 하나인 경우 마지막에 0을 붙였으며, B그룹에서는 1이 두 개인 경우 마지막에 1을 붙이고, 1이 세 개인 경우 마지막에 0을 붙였다.
따라서, 상술한 바와 같은 과정을 통해 각 그룹의 블록별로 코딩한 후 기록 모드를 통해 도 1의 저장 매체(119)에 기록한 후, 재생 모드를 수행하여 저장 매체로부터 코딩된 홀로그램 데이터를 재생하여 각 재생 값의 세기를 제곱 처리하였다.
이어서, 각 블록별로 최대 값(또는 최소 값)을 제외하고, 분산, 표준 편차 등의 변화를 산출하였으며, 이때 블록에서 최대 값을 제외하는 경우 A 그룹은 000이 되고 B 그룹은 1이 두 개 존재하므로 변화는 B 그룹이 반드시 크며, 블록에서 최소 값을 제외하는 경우 A 그룹은 1이 하나 존재하고, B 그룹은 111이 되므로 변화는 A 그룹이 반드시 크다.
따라서, 분산의 평균값을 산출하여 평균값과 각 블록의 분산 값을 비교함으로써 그룹을 분리, 즉 1이 하나인 블록을 A 그룹으로 분리하고, 1이 세 개인 블록을 B 그룹으로 분리한다.
다음에, A 그룹의 블록인 경우 최대 값을 찾아내어 1로 나머지는 0으로 그 값을 부여하고, B 그룹의 블록인 경우 최소 값을 찾아내어 0으로 나머지는 1로 그 값을 부여한 후, 각 블록의 마지막(네 번째) 비트를 제거(즉, N+1을 N으로 변환)함으로써, 코딩 전의 원 신호(즉, 3비트 데이터)로 디코딩하였다. 후술하는 실제 실험 그래프는 블록의 최소 값을 제거한 경우이다.
도 2는 본 실험에 따라 재생한 블록들의 한 블록 내 네 개의 픽셀 중 최소인 것을 제외하고, 나머지 세 개의 픽셀을 세기 순서에 의해 나열하였으며, 첫 번째에서 세 번째를 빼고, 또한 두 번째에서 세 번째를 뺀 값을 더해 준 값의 분포를 나타낸다.
도 3은 본 실험 예에서 사용한 제곱항의 분산 분포, 즉 표준 편차의 분산 분포를 나타낸다.
도 4는 한 블록 내 네 개의 픽셀 중 최소의 픽셀을 제외하고, 나머지 세 개의 픽셀을 합한 값의 분포, 즉 코드워드의 분포를 나타낸다.
따라서, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실험 예에서 사용한 방법에 의해 그룹이 매우 잘 분리될 수 있음을 알 수 있으며, 특히 표준 편차를 사용하여 그룹을 분리하는 것이 가장 바람직함을 알 수 있다.
다음에, 본 발명의 발명자들은 전술한 종래의 방식, 즉 임계값 방식, 스탠포드 방식, IBM 방식과 본 발명의 방식에 대해 SNR과 BER 특성을 비교 실험하였으며, 그 실험 결과는 도 5에 도시된 바와 같다.
여기에서, SNR은 이 기술분야에 이미 잘 알려진 아래의 수학식 1을 이용하였다. 아래 수학식 1에서 ρ는 평균을, σ는 표준 편차를, w는 화이트(온인 픽셀)를, b는 블랙(오프인 픽셀)을 나타낸다.
따라서, 본 실험 예에 따르면, 본 발명은 SNR과 BER 특성이 기존의 방식들에 비해 매우 우수함을 알 수 있다.
도 6은 종래 방식인 임계값 방식, 스탠포드 방식, IBM 방식과 본 발명의 방식에 대해 목표 BER과 용량간의 비교 실험 결과를 나타내는 비교 그래프이다.
여기에서, 용량(C)은 아래의 수학식 2와 같은 일반적인 식을 이용하여 산출하였으며, 수학식 2에서 m/n은 코드 레이트를 의미한다.
따라서, 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 목표로 하는 BER을 유지하면서도 저장 가능한 용량이 기존의 방식들에 비해 매우 우수함을 알 수 있다.
[실험 예 2]
본 실험 예는 4 : 5 코드의 경우, 즉 그룹으로 분리된 4비트 블록들을 5비트로 코딩하여 기록한 후 재생하여 디코딩하는 경우에 대한 것이다.
이 경우, 4비트를 5비트로 나타낼 수 있는 경우의 수는 1이 없는 경우 1가지, 1이 하나인 경우 5가지, 1이 두 개인 경우 10가지, 1이 세 개인 경우 10가지, 1이 네 개인 경우 5가지, 1이 다섯 개인 경우 1가지로 모두 32가지이며, 나타내어야 하는 것은 16가지이다.
또한, 그룹의 설정은, 일 예로서 1이 두개인 경우(A 그룹) 8개와 1이 세 개인 경우(B 그룹) 8개를 사용하였으며, 코딩은 선정한 그룹의 특성에 맞게 다음과 같이 구성하였다.
1) 1이 없는 경우
0000→11000 : A 그룹
2) 1이 하나인 경우 마지막에 1을 붙임
0001→00011, 0010→00101, 0100→01001, 1000→10001 : A 그룹
3) 0으로 시작하고 1이 두 개인 경우 마지막에 0을 붙임
0011→00110, 0110→01100, 1100→11000 : A 그룹
4) 1로 시작하고 1이 두 개인 경우 마지막에 1을 붙임
1001→10011, 1010→10101, 1100→11001 : B 그룹
5) 1이 세 개인 경우 마지막에 0을 붙임
0111→01110, 1011→10110, 1101→11010, 1110→11100 : B 그룹
6) 1이 네 개인 경우
1111→00111
따라서, 상술한 바와 같은 과정을 통해 각 그룹의 블록별로 코딩한 후 기록 모드를 통해 도 1의 저장 매체(119)에 기록한 후, 재생 모드를 수행하여 저장 매체로부터 코딩된 홀로그램 데이터를 재생하여 각 재생 값의 세기를 제곱 처리하였다.
이어서, 각 블록별로 최대 값(또는 최소 값) 2개를 제외하고, 분산, 표준 편차 등의 변화를 산출하였으며, 이때 블록에서 최대 값 2개를 제외하는 경우 A 그룹은 000이 되고 B 그룹은 1이 두 개 존재하므로 변화는 B 그룹이 반드시 크며, 블록에서 최소 값 2개를 제외하는 경우 A 그룹은 1이 하나 존재하고, B 그룹은 111이 되므로 변화는 A 그룹이 반드시 크다.
따라서, 분산의 평균값을 산출하여 평균값과 각 블록의 분산 값을 비교함으로써 그룹을 분리, 즉 1이 두개인 블록을 A 그룹으로 분리하고, 1이 세 개인 블록을 B 그룹으로 분리한다.
다음에, A 그룹의 블록인 경우 최대 값 2개를 찾아내어 1로 나머지는 0으로 그 값을 부여하고, B 그룹의 블록인 경우 최소 값 2개를 찾아내어 0으로 나머지는 1로 그 값을 부여한 후, 각 블록의 마지막(다섯 번째) 비트를 제거(즉, N+1을 N으로 변환)함으로써, 코딩 전의 원 신호(즉, 4비트 데이터)로 디코딩하였다.
이어서, SNR과 BER 특성 및 목표 BER과 용량간의 관계에 대한 비교 실험을 실시하였는 바, 본 실험 예에 따른 발명이 기존의 방식에 비해 매우 우수함은 물론 전술한 실험 예 1보다 더 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.
[변형 실험 예]
본 실험 예는 4 : 5 코드의 경우로서 전술한 실험 예 2의 변형 실험 예, 즉 그룹 설정과 코딩 선정을 달리한 경우이다.
즉, 그룹의 설정은, 일 예로서 1이 한 개인 경우(A 그룹) 4개와 1이 두 개인 경우(B 그룹) 4개와 1이 세 개인 경우(C 그룹) 4개와 1이 네 개인 경우(D 그룹) 4개를 사용하였으며, 코딩은 선정한 그룹의 특성에 맞게 다음과 같이 구성하였으며, 코딩은 선정한 그룹의 특성에 맞게 다음과 같이 구성하였다.
1) 0000→00001(A 그룹), 1111→11110(D 그룹)
2) 나머지는 0으로 시작하는 경우 0을, 1로 시작하는 경우 1을 마지막에 붙임
0001→00010, 0010→00100, 0100→01000 : A 그룹
1000→10001, 0011→00110, 0101→01010, 0110→01100 : B 그룹
1001→10011, 1010→10101, 1100→11001, 0111→01110 : C 그룹
1011→10111, 1101→11011, 1110→11101 : D 그룹
따라서, 상술한 바와 같은 과정을 통해 각 그룹의 블록별로 코딩한 후 기록 모드를 통해 도 1의 저장 매체(119)에 기록한 후, 재생 모드를 수행하여 저장 매체로부터 코딩된 홀로그램 데이터를 재생하여 각 재생 값의 세기를 제곱 처리하였다.
이어서, 각 블록별로 최대 값(또는 최소 값) 2개를 제외하고, 분산, 표준 편차 등의 변화를 산출하였으며, 이때 블록에서 최대 값 2개를 제외하는 경우 A, B 그룹은 000이 되고 C, D 그룹은 1이 한 개 또는 두 개 존재하므로 변화는 C, D 그룹이 반드시 크며, 블록에서 최소 값 2개를 제외하는 경우 A, B 그룹은 1이 하나 또는 두 개 존재하고, C, D 그룹은 111이 되므로 변화는 A, B 그룹이 반드시 크다.
따라서, 분산의 평균값을 산출하여 평균값과 각 블록의 분산 값을 비교함으로써 그룹을 분리, 즉 1이 하나인 블록을 A 그룹으로 분리하고, 1이 두 개인 블록을 B 그룹으로 분리하며, 1이 세 개인 블록을 C 그룹으로 분리하고, 1이 네 개인 블록을 D 그룹으로 분리한다. 이어서, A, B 그룹의 블록에서 최대 값 1개를 제거하여 위와 동일한 방법으로 A, B 그룹을 분리하고, C, D 그룹의 블록에서 최소 값 1개를 제거하여 위와 동일한 방법으로 C, D 그룹을 분리한다.
다음에, A 그룹의 블록인 경우 최대 값 1개를 찾아내어 1로 나머지는 0으로 그 값을 부여하고, B 그룹의 블록인 경우 최대 값 2개를 찾아내어 1로 나머지는 0으로 그 값을 부여하며, C 그룹의 블록인 경우 최소 값 2개를 찾아내어 0으로 나머지는 1로 그 값을 부여하고, D 그룹의 블록인 경우 최소 값 1개를 찾아내어 0으로 나머지는 1로 그 값을 부여한 후, 각 블록의 마지막(다섯 번째) 비트를 제거(즉, N+1을 N으로 변환)함으로써, 코딩 전의 원 신호(즉, 4비트 데이터)로 디코딩하였다.
또한, 상술한 바와 같이 네 개의 그룹을 사용하는 경우, 코딩 시에 A, B, C, D 그룹의 개수에 대한 정보를 패리티로 부가함으로써, 최대 값 하나를 제거한 후에 상술한 바와 같은 절차로 A 그룹을 분리하고, 최소 값 한 개를 제거하여 D 그룹을 분리하며, 다시 최대(또는 최소) 값을 두 개 제거하여 B, C 그룹을 분리하는 방식으로 각 블록들을 그룹으로 분리할 수 있으며, 이외에도 여러 가지 방법을 사용하여 네 개의 그룹을 분리할 수도 있다.
이어서, SNR과 BER 특성 및 목표 BER과 용량간의 관계에 대한 비교 실험을 실시하였는 바, 본 변형 실험 예에 따른 발명이 기존의 방식에 비해 매우 우수함은 물론 전술한 실험 예 1보다 더 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 홀로그램 저장 매체에 저장하고자 하는 입력 데이터를 N비트 단위로 블록화하여 그룹핑하고, 각 블록을 그룹의 특성에 맞도록 N → N+1로 코딩하여 저장 매체에 기록하며, 재생모드 시에, 재생신호에서 산출한 분산 또는 표준 편차를 이용하여 코딩된 각 블록의 그룹을 분리하고, 분리된 각 블록을 N+1 → N으로 변환하여 디코딩 함으로써, 종래 방법들에 비해,SNR-BER 특성을 향상(즉, 낮은 재생 에러율)시킬 수 있을 뿐만 아니라 일정한 BER에서의 저장 용량을 향상(즉, 높은 코드 레이트)시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 레이저광을 기준 광과 물체 광으로 분기시키고, 상기 물체 광과 외부 입력 데이터간의 변조를 통해 신호 광을 생성하고, 상기 분기된 기준 광과 신호 광을 간섭시켜 얻어지는 간섭 무늬를 상기 외부 입력 데이터의 홀로그램 데이터로서 저장 매체에 저장하며, 상기 레이저광을 분기시켜 생성한 재생용 기준 광을 소정 각도로 조사하여 상기 저장 매체에 기록된 데이터를 재생하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에 있어서,
    상기 외부 입력 데이터를 N비트 단위로 구분하여 소정 개수의 그룹으로 분리하는 그룹 설정 블록;
    설정한 각 그룹의 특성에 맞도록 각 그룹 내 각 블록 데이터 N을 N+1로 변환하여 코딩하고, 이 코딩된 다수의 블록 데이터를 포함하는 코딩된 입력 데이터를 상기 물체 광 처리 경로로 제공하는 코딩 블록;
    재생모드 시에 상기 저장 매체로부터 출력되는 재생신호의 각 재생 세기 값들을 다차항으로 처리하고, 각 블록별로 최대 값 또는 최소 값을 제거하여 분산 또는 표준 편차를 산출하는 수단;
    상기 분산의 평균값을 산출하고, 이 산출된 평균값과 각 블록의 분산 값을 비교하여 각 블록 데이터를 그룹으로 분리하는 그룹 분리 블록; 및
    분리된 각 그룹의 블록들에 대해 그룹에 따라 최대 값 또는 최소 값에 0 또는 1 의 값을 부여하고, N+1 비트의 각 블록을 N 비트로 변환하여 디코딩하는 디코딩 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 블록 데이터에 1이 없는 경우와 1이 있는 경우를 참조하여 그룹을 분리하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 각 블록 데이터에 존재하는 1의 개수를 참조하여 적어도 두 그룹으로 그룹을 분리하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 N은 적어도 1보다 큰 양의 정수이고, 사용자에 의해 임의 선택 가능한 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코딩된 입력 데이터는, 분리된 각 그룹의 수에 대한 정보를 가진 패리티 비트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 그룹 분리 블록은, 상기 재생신호에서 상기 패리티비트가 검출될 때 검출된 패리티 비트를 이용하여 그룹을 분리하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재생신호의 채널 특성을 고려하여 상기 다차항의 차수를 임의 결정 가능한 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템.
  8. 기준 광과 물체 광을 이용하여 외부 입력 데이터를 홀로그램 저장 매체로 기록 및 재생할 때 기록하고자 하는 외부 입력 데이터를 코딩하고 홀로그램 저장 매체로부터의 재생 출력을 디코딩하는 방법에 있어서,
    기록모드 시에, 상기 외부 입력 데이터를 N비트 단위로 구분하여 소정 개수의 그룹으로 분리하는 과정;
    설정한 각 그룹의 특성에 맞도록 각 그룹 내 각 블록 데이터 N을 N+1로 변환하여 코딩하는 과정;
    상기 기준 광과 물체 광을 이용하여 상기 코딩된 입력 데이터를 상기 홀로그램 저장 매체에 기록하는 과정;
    재생모드 시에, 상기 홀로그램 저장 매체로부터 출력되는 재생신호의 각 재생 세기 값들을 다차항으로 처리한 후, 각 블록별로 최대 값 또는 최소 값을 제거하여 분산 또는 표준 편차를 산출하는 과정;
    상기 산출된 분산의 평균값을 산출하는 과정;
    상기 산출된 평균값과 각 블록의 분산 값을 비교하여 각 블록 데이터를 그룹으로 분리하는 과정; 및
    분리된 각 그룹의 블록들에 대해 그룹에 따라 최대 값 또는 최소 값에 0 또는 1 의 값을 부여하고, N+1 비트의 각 블록을 N 비트로 변환하여 디코딩하는 과정으로 이루어진 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서의 코딩/디코딩 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 각 블록 데이터에 1이 없는 경우와 1이 있는 경우를 참조하여 그룹을 분리하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서의 코딩/디코딩 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 각 블록 데이터에 1이 없는 경우와 존재하는 1의 개수를 참조하여 적어도 두 그룹으로 그룹을 분리하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서의 코딩/디코딩 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 각 블록 데이터에 존재하는 1의 개수를 참조하여 적어도 두 그룹으로 그룹을 분리하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서의 코딩/디코딩 방법.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 N은 적어도 1보다 큰 양의 정수이고, 사용자에 의해 임의 선택 가능한 것을 특징으로 하는 홀로그래픽디지털 저장 및 재생 시스템에서의 코딩/디코딩 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코딩된 입력 데이터는, 분리된 각 그룹의 수에 대한 정보를 가진 패리티 비트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서의 코딩/디코딩 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 재생신호에서 상기 패리티 비트가 검출될 때 검출된 패리티 비트를 이용하여 그룹을 분리하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서의 코딩/디코딩 방법.
  15. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재생신호의 채널 특성을 고려하여 상기 다차항의 차수를 임의 결정 가능한 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서의 코딩/디코딩 방법.
KR1020000037979A 2000-07-04 2000-07-04 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템과 데이터코딩/디코딩 방법 KR100355998B1 (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682260B1 (ko) * 2005-06-30 2007-02-15 주식회사 대우일렉트로닉스 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 이미지 검출 장치및 방법
KR100682261B1 (ko) * 2005-06-30 2007-02-15 주식회사 대우일렉트로닉스 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 이미지 검출 장치및 방법
KR100739314B1 (ko) * 2005-06-30 2007-07-12 주식회사 대우일렉트로닉스 Hdds시스템에서의 데이터 페이지 탐색 장치 및 방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100420005B1 (ko) * 2002-03-28 2004-03-02 주식회사 대우일렉트로닉스 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템과 데이터코딩/디코딩 방법
JP2007184067A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Sony Corp データ識別方法およびその装置
JP4661599B2 (ja) * 2006-01-12 2011-03-30 ソニー株式会社 データ識別方法およびその装置
US10171107B2 (en) 2014-01-31 2019-01-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Groups of phase invariant codewords
KR102379182B1 (ko) * 2015-11-20 2022-03-24 삼성전자주식회사 연속 데이터 압축 장치 및 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SK283798B6 (sk) * 1994-02-15 2004-01-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Spôsob premeny postupností m-bitových informačných slov na modulovaný signál, kódovacie zariadenie, dekódovacie zariadenie a nosič záznamu
JP3306271B2 (ja) * 1995-08-23 2002-07-24 三洋電機株式会社 符号化方法、符号化回路、及び復号回路
US6031643A (en) * 1997-07-08 2000-02-29 International Business Machines Corporation Method for holographic storage
KR100448289B1 (ko) * 1997-12-20 2004-11-16 주식회사 대우일렉트로닉스 스트링매칭모듈을갖는데이터압축시스템
KR100397260B1 (ko) * 1998-05-29 2003-10-17 주식회사 대우일렉트로닉스 프로젝션이 가능한 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템
KR20000040910A (ko) * 1998-12-21 2000-07-15 전주범 홀로그래픽 데이터 저장 시스템
JP3535776B2 (ja) * 1999-09-01 2004-06-07 日本電信電話株式会社 2次元符号化方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682260B1 (ko) * 2005-06-30 2007-02-15 주식회사 대우일렉트로닉스 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 이미지 검출 장치및 방법
KR100682261B1 (ko) * 2005-06-30 2007-02-15 주식회사 대우일렉트로닉스 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 이미지 검출 장치및 방법
KR100739314B1 (ko) * 2005-06-30 2007-07-12 주식회사 대우일렉트로닉스 Hdds시스템에서의 데이터 페이지 탐색 장치 및 방법

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