KR20050059667A - 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한오버 샘플링 방법 - Google Patents

홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한오버 샘플링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법에 관한 것으로, 저장 매체에서 CCD 캡쳐 이미지 데이터를 추출하여 임의의 개수로 등분하는 단계와, 등분된 CCD 캡쳐 이미지 데이터 각각에 대하여 테두리 모서리 위치를 검색하는 단계와, 검색된 테두리 모서리 각각의 위치 차이를 인식하고, 인식 차이를 통해 이미지 변형을 검출하는 단계와, 검출된 이미지 변형에서 인식 차이가 있을 경우, 이미지 데이터 각각에 대하여 왜곡 정도에 따른 데이터 이미지를 분할하면서 분할 오버 샘플링을 수행하는 단계와, 오버 샘플링 수행에 의해 크기 및 회전 왜곡 현상을 보정시킨 이미지 데이터를 디코딩(decoding)시켜 출력하는 단계를 포함한다. 따라서, 기존 오버 샘플링 방식을 그대로 적용하게 되어 발생되는 데이터 페이지의 오른쪽 부분까지 여전히 격자의 가운데 픽셀에서 데이터를 취하게 되어 어둡게 되는 문제점을 해결할 수 있다. 이로 인하여 디코더의 부담이 줄어들어 원활한 디코더의 성능을 나타낼 수 있는 효과가 있다.

Description

홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법{METHOD FOR OVER SAMPLING OF DIMENSIONS AND ROTATION IN HOLOGRAPHIC STORAGE DEVICE}
본 발명은 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법에 관한 것으로, 특히 검출기에서 CCD(Charge Coupled Device) 캡쳐된 이미지 데이터의 크기 왜곡 및 회전 왜곡을 보정하도록 하는 오버 샘플링 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 반도체 레이저, CCD, LCD(Liquid Crystal Display) 등을 응용한 홀로그래픽 데이터 기록 및 재생장치가 활발히 연구되고 있다.
즉, 홀로그래픽 데이터 기록 및 재생장치는 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송속도의 장점을 가지고 있어 지문을 저장 및 재생하는 지문 인식 장치, 디스플레이 장치 등으로 실용화되고 있을 뿐만 아니라 그 응용 분야 또한 점차 확대되고 있다.
이러한, 홀로그래픽 데이터 기록 및 재생장치는 대상 물체로부터의 물체 광과 기준 광을 서로 간섭시킬 때 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도에 민감하게 반응하는 저장 매체, 예로, 크리스탈 등의 저장 매체에 기록하는 것으로, 각도 중첩, 파장 중첩, 위상 부호 중첩 등 기준광의 각도를 변화시키는 방법에 의해 물체광의 강도 및 방향까지도 기록하여 물체의 3차원 상을 표시할 수 있고, 또한 2진 데이터로 된 페이지 단위로 구성되는 수백에서 수천 개의 홀로그램을 동일 장소에 저장할 수 있다.
또한, 재생 시에는, 광원에서 발생한 레이저광에서 분기된 물체 광을 차단하고, 분기된 기준 광을 기 설정된 재생 각으로 편향시켜 저장매체에 조사하며, 이러한 조사를 통해 기록된 간섭 무늬가 재생용 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터를 복조함으로써, 원하는 특정 홀로그래픽 데이터를 재생하게 된다.
한편, 이때 홀로그래픽 장치에서 추출된 최초의 이미지 데이터는 도 1에 도시된 바와 같이, 1024*1024 사이즈의 이미지 데이터이다. 여기서, 겉의 테두리(S1)는 이미지 내에서 안의 픽셀 데이터의 위치를 찾기 위한 것이다.
즉, 띠 모양의 테두리(S1) 안에는 데이터 이미지가 존재하는데 크기는 720*720 이다. 이것은 SLM의 1픽셀을 CCD의 3픽셀로 추출해 내기 때문이다. 다시 말해서 720*720 사이즈의 데이터는 원래 데이터 크기인 240*240으로 다시 추출해 내야 하는데 여기에 오버 샘플링 방식을 적용한다.
이와 같이, 이미지 데이터의 크기 왜곡 보정에 관한 오버 샘플링 방식은 이미지가 회전되었을 때는 좋은 성능을 나타내지 못한다.
다시 말해서, 회전 왜곡이 일어난 경우의 CCD 캡쳐를 수행한 이미지 데이터를 도 2에 도시하고 있다. 도 2a와 도 2c는 격자 가운데 위치에 정확하게 테두리의 모서리가 맺혀진 것을 도시한 도면이며, 도 2b, 도 2d는 테두리의 모서리가 격자 가운데에서 오른쪽으로 한칸, 위쪽으로 한칸씩 밀린 것을 도시한 도면으로서, 이러한 경우에 기존 오버 샘플링 방식을 그대로 적용시켜 수행하면, 데이터 페이지의 오른쪽 부분까지 여전히 격자의 가운데 픽셀에서 데이터를 취하게 되므로, 어둡게 되는 현상을 발견하게 되는 문제점을 갖는다.
이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 검출기에서 CCD 캡쳐된 이미지 데이터의 크기 왜곡 및 회전 왜곡을 보정하도록 하는 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서의 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법은 저장 매체에서 CCD 캡쳐 이미지 데이터를 추출하여 임의의 개수로 등분하는 단계와, 등분된 CCD 캡쳐 이미지 데이터 각각에 대하여 테두리 모서리 위치를 검색하는 단계와, 검색된 테두리 모서리 각각의 위치 차이를 인식하고, 인식 차이를 통해 이미지 변형을 검출하는 단계와, 검출된 이미지 변형에서 인식 차이가 있을 경우, 이미지 데이터 각각에 대하여 왜곡 정도에 따른 데이터 이미지를 분할하면서 분할 오버 샘플링을 수행하는 단계와, 오버 샘플링 수행에 의해 크기 및 회전 왜곡 현상을 보정시킨 이미지 데이터를 디코딩(decoding)시켜 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 일 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법을 수행하기 위한 블록 구성도로서, 저장 매체(S3)에서 추출된 CCD 캡쳐 이미지 데이터의 테두리 모서리 위치를 검색하고, 검색된 테두리 모서리의 위치 차이를 계산하여 이미지 변형을 검출하여 DSP(20)에 제공하는 검출기(10)와, 검출기(10)로부터 제공되는 이미지 변형에 대하여 크기 및 회전 왜곡 현상을 보정하기 위해 모서리 위치를 고려한 분할 오버 샘플링을 수행하는 오버 샘플링부(21) 및 오버 샘플링부(21)에 의해 크기 및 회전 왜곡 현상을 보정시킨 이미지 데이터를 디코딩(decoding)시켜 출력하는 디코더(23)를 구비하는 DSP(20)를 포함한다.
도 7의 흐름도를 참조하면서, 상술한 구성을 바탕으로, 본 발명의 일실시 예에 따른 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 검출기(10)는 스핀들 모터(S2)에 의해 구동되는 저장 매체(S3)에서 레퍼런스 빔 및 렌즈를 통해 CCD 캡쳐 이미지 데이터를 도 4에 도시된 바와 같이 추출 및 4등분한다(단계 701). 여기서, 도 4는 도 3의 검출기(10)에 의해 검출된 CCD 캡쳐 이미지 데이터를 4등분한 도면이다.
이어서, 검출기(10)는 검출된 CCD 캡쳐 이미지 데이터의 테두리 모서리 위치를 검색한다(단계 702).
테두리 모서리 위치를 검색하는 기술로는 도 4를 참조하면, CCD 캡쳐 이미지 데이터를 4등분하여 각각의 등분 크기 안에서 칼럼(column)과 로(row)의 합을 구하여 최고값 1점(모서리)을 찾아내어 DSP(20)내 오버 샘플링부(21)에 제공한다(단계 703).
즉, 1번 위치에서 구한 최고값은 왼쪽 위 모서리가 되고, 2번 위치에서 구한 최고값은 오른쪽 위 모서리가 되며, 3번 위치에서 구한 최고값은 왼쪽 아래 모서리가 되며, 4번 위치에서 구한 최고값은 오른쪽 아래 모서리가 된다.
다음으로, 도 4를 참조하면서, 이미지 변형을 검출(단계 704)하는 방법에 대하여 설명한다.
즉, DSP(20)내 오버 샘플링부(21)는 검출기(10)에 의해 검출된 도 4에서 1번 부분 모서리의 로(row)와 2번 부분 모서리의 로 위치 차이를 인식하여 인식 차이가 "0", 즉 동일할 경우, 1번 부분과 2번의 회전 왜곡은 없는 것으로 판단하여 디코더(23)에 제공한다.
이와 동일하게, 1번 부분 모서리의 칼럼(column)과 3번 부분 모서리의 칼럼 위치 차이를 인식하여 인식 차이가 "0", 즉 동일할 경우, 1번 부분과 3번의 회전 왜곡은 없는 것으로 판단하여 디코더(23)에 제공한다.
그리고, 2번 부분 모서리의 칼럼과 4번 부분 모서리의 칼럼 위치 차이를 인식하여 인식 차이가 "0", 즉 동일할 경우, 2번 부분과 4번의 회전 왜곡은 없는 것으로 판단하여 디코더(23)에 제공한다.
마지막으로, 3번 부분 모서리의 로와 4번 부분 모서리의 로 위치 차이를 인식하여 인식 차이가 "0", 즉 동일할 경우, 3번 부분과 4번의 회전 왜곡은 없는 것으로 판단하여 디코더(23)에 제공한다.
다음으로, 회전 왜곡이 있는 경우에 대하여 도 4의 1번 부분의 데이터와 2번 부분의 데이터에 대하여 왜곡 정도에 따른 데이터 이미지 분할(단계 705)에 대하여 설명한다.
즉, DSP(20)내 오버 샘플링부(21)는 검출기(10)에 의해 검출된 1번 부분 모서리의 로 위치보다 2번 부분 모서리의 로 위치가 1픽셀 이하일 경우, 각각의 모서리에서부터 출발하여 각각의 영역(예로, 1/2 위치) 까지만 3픽셀씩 건너뛰면서 샘플링을 수행하여 디코더(23)에 제공한다.
다시 말해서, 1번 부분 모서리에서 시작한 샘플링은 중간 위치에서 y 축으로 1픽셀 이동하고 진행한다.
만약, 오버 샘플링부(21)는 검출기(10)에 의해 검출된 1번 부분 모서리의 로 위치보다 2번 부분 모서리의 로 위치가 2픽셀일 경우, 왜곡이 심한 정도이므로, 양쪽 각각의 모서리에서 출발하여 각각의 영역(예로, 1/3 위치) 까지만 샘플링을 수행하며, 1번 부분과 2번 부분의 중간 지역은 1번 부분과 2번 부분의 중간 위치에서 샘플링을 수행하여 디코더(23)에 제공한다.
여기서, 1번 부분과 2번 부분의 칼럼 위치 차이가 있을 경우, 1번 부분과 2번 부분의 x 축 왜곡과 함께 고려한다.
보다 구체적인 예로서, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 왜곡 보정(단계 706)을 적용한 도면이다.
도 5를 참조하면, y 축으로 모서리 값의 차이만큼 순차적으로 적용하여 네모안의 선택 영역만큼 만 오버 샘플링하는 것이 회전 왜곡 보정이고, x 축 방향으로 3개의 선택 영역이 서로 조금씩 떨어져 있는 것은 일반적으로 사용되는 크기 보정을 적용한 것이다.
상술한 바와 같이, 1번 부분의 데이터와 2번 부분의 데이터, 그리고, 1번과 3번, 2번과 4번, 3번과 4번도 같은 방식으로 적용하면, 크기뿐만 아니라, 회전 왜곡을 보정하여 디코더(23)에 제공한다.
다음으로, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 왜곡 보정(단계 706)을 적용한 도면이다.
즉, 도 6을 참조하면, 모서리의 x 축으로 크기 왜곡이 "1"이고, y 축으로 모서리 위치 "2"만큼 왜곡되어 있는 실시 예이다.
이러할 경우, y 축으로 3분할하고, x 축으로 2분할하게 되는데, 이때 도 6과 같이, 전체적으로 크기가 다른 4분할을 선택 적용하게 된다. 다시 말해서, x 축으로는 중간 가운데 지점의 x 위치는 250이 아니라 251로 된다.
디코더(23)는 오버 샘플링부(21)에 의해 크기 및 회전 왜곡 현상을 보정시킨 이미지 데이터를 디코딩(decoding)시켜 출력한다(단계 707).
한편, 상술한 실시 예에서는 이미지의 변형을 알기 위해 데이터를 둘러 싸고 있는 테두리 띠를 사용한다.
이는 변형 정도를 알기 위해 사용한 장치로서, 테두리의 띠 뿐만 아니라, 특정 마크를 사용하여도 상관없다.
그리고, 이미지의 테두리 모서리 찾기에서 사용된 4분할은 하나의 실시 예로서, 4분할의 크기와 위치는 임의로 정해질 수 있다. 즉 4분할뿐만 아니라 3*3으로 9분할하여 모서리 위치를 찾을 수도 있다.
이상, 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 검출기에서 CCD 캡쳐된 이미지 데이터의 크기 왜곡 및 회전 왜곡을 보정함으로써, 기존 오버 샘플링 방식을 그대로 적용하게 되어 발생되는 데이터 페이지의 오른쪽 부분까지 여전히 격자의 가운데 픽셀에서 데이터를 취하게 되어 어둡게 되는 문제점을 해결할 수 있다. 이로 인하여 디코더의 부담이 줄어들어 원활한 디코더의 성능을 나타낼 수 있는 효과가 있다.
도 1은 홀로그래픽 저장장치에서 추출된 최초의 이미지에 대하여 기존 오버 샘플링 방법으로 추출된 원래 데이터를 도시한 도면이고,
도 2a, 도 2c는 격자 가운데 위치에 정확하게 테두리의 모서리가 맺혀진 것을 도시한 도면이며,
도 2b, 도 2d는 테두리의 모서리가 격자 가운데에서 오른쪽으로 한칸, 위쪽으로 한칸씩 밀린 것을 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법을 수행하기 위한 블록 구성도이며,
도 4는 도 3의 검출기에서 CCD 캡쳐된 이미지 데이터를 4등분한 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 왜곡 보정을 적용한 도면이며,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 왜곡 보정을 적용한 도면이며,
도 7은 본 발명에 따른 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법을 설명하기 위한 상세 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 검출기 20 : DSP
21 : 오버 샘플링부 23 : 디코더
S1 : 테두리 S2 : 스핀들 모터
S3 : 저장 매체

Claims (6)

  1. 홀로그래픽 저장장치에서의 오버 샘플링 방법에 있어서,
    저장 매체에서 CCD(Charge Coupled Device) 캡쳐 이미지 데이터를 추출하여 임의의 개수로 등분하는 단계와,
    상기 등분된 CCD 캡쳐 이미지 데이터 각각에 대하여 테두리 모서리 위치를 검색하는 단계와,
    상기 검색된 테두리 모서리 각각의 위치 차이를 인식하고, 상기 인식 차이를 통해 이미지 변형을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 이미지 변형에서 인식 차이가 있을 경우, 상기 이미지 데이터 각각에 대하여 왜곡 정도에 따른 데이터 이미지를 분할하면서 분할 오버 샘플링을 수행하는 단계와,
    상기 오버 샘플링 수행에 의해 크기 및 회전 왜곡 현상을 보정시킨 이미지 데이터를 디코딩(decoding)시켜 출력하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 테두리 모서리 위치 검색은, 상기 임의의 개수로 등분된 각각의 등분 크기 안에서 칼럼(column)과 로(row)의 합을 구하여 최고값 1점(모서리)을 찾아내어 구하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 등분된 CCD 캡쳐 이미지 데이터 각각의 테두리 모서리의 칼럼과 로 위치 차이를 인식하여 인식 차이가 동일("0")할 경우, 회전 왜곡은 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분할 오버 샘플링은, 상기 등분된 CCD 캡쳐 이미지 데이터 각각의 테두리 모서리의 칼럼과 로 위치가 1픽셀 이하이면, 각각의 모서리에서부터 출발하여 각각의 영역(1/2 위치) 까지만 3픽셀씩 건너뛰면서 샘플링을 수행하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분할 오버 샘플링은, 상기 등분된 CCD 캡쳐 이미지 데이터 각각의 테두리 모서리의 칼럼과 로 위치가 2픽셀일 경우, 왜곡이 심한 정도이므로, 양쪽 각각의 모서리에서 출발하여 각각의 영역(1/3 위치) 까지만 샘플링을 수행하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 등분된 CCD 캡쳐 이미지 데이터 각각의 테두리내의 y 축으로 모서리 값의 차이만큼 순차적으로 적용하여 네모안의 선택 영역만큼 만 오버 샘플링하는 것이 회전 왜곡 보정이며, x 축 방향으로 3개의 선택 영역이 서로 조금씩 떨어져 있는 것은 크기 보정인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 저장장치에서의 크기 및 회전 보정을 위한 오버 샘플링 방법.
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