KR20050109744A - 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재생 데이터 이미지의 각 행과 열에는 "0"(오프 픽셀)이 적어도 하나 이상 포함된다는 점에 착안하여 구현한 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법에 관한 것으로, N : M(단, N〈 M) 코딩 데이터에 의한 재생 데이터 이미지를 J×J(단, J×J=M) 정방형 픽셀 단위구역별로 분리한 후 각 단위구역들에 대해 광의 강도를 기준으로 정렬하여 순차적으로 "1"을 X개, "0"을 Y개(단, X+Y=M)씩 부여하여 원래의 N비트 데이터로 디코딩하는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법에 있어서, 재생 데이터 이미지의 각 행에 대해 소팅하여 행에 대응하는 개수의 "0"을 정렬하는 단계와, 정렬된 "0"을 제외한 나머지 개수의 "0"과 상기 X개의 "1"을 오름차순으로 소팅하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 재생되는 데이터 이미지의 화질 열화를 원인을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 전체 픽셀을 모두 소팅할 필요가 없기 때문에 디코딩 처리 시간을 줄일 수 있다.

Description

홀로그래픽 데이터 디코딩 방법{HOLOGRAPHY DATA DECODING METHOD}

본 발명은 홀로그래픽 시스템(Holographic System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장매체로부터 재생한 홀로그래픽 데이터를 디코딩하는데 적합한 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법에 관한 것이다.

현재 데이터 저장용 메모리의 대용량 및 고속 처리를 위해 광 저장매체로 수∼수백 Gbytes를 저장할 수 있는 홀로그래픽 기록 매체와 그 기록/재생 장치에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중에 있다.

홀로그래픽 데이터의 기록은 대상 물체로부터 반사된 신호광의 강도와 방향을 기록함으로써 이루어진다. 대상 물체의 빛의 강도와 방향은 신호광과 기준광의 간섭으로 이루어져 간섭 무늬를 만들게 되고, 이렇게 형성된 간섭 무늬는 간섭 무늬의 강도에 반응하는 물질로 이루어진 홀로그래픽 저장매체 속에 기록된다. 저장매체에 기록된 홀로그래픽 데이터는 기록 과정에서 사용된 기준광으로만 읽어 낼 수 있고, 기록시에 사용된 기준광과 파장 또는 위상이 다른 기준광은 저장매체에 기록된 홀로그래픽 데이터를 통과하여 읽어 내지 못한다.

이와 같은 홀로그래픽 성질을 이용하여 각각 다른 기준광으로 기록 매체의 같은 장소에 많은 홀로그래픽 데이터를 기록함으로써 작은 기록 매체 내부에 방대한 데이터를 저장하는 것이 가능해 진다.

전형적인 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은, 홀로그래픽 데이터를 저장매체에 기록하는 기록모드 시에 광원에서 발생한 레이저광을 기준광과 신호광으로 분기시키고, 신호광을 외부 입력 데이터(즉, 저장하고자 하는 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 명암을 이루는 한 페이지 단위의 2진 데이터로 변조하며, 변조된 신호광과 분기되어 기 설정된 편향 각으로 반사시킨 기록용 기준광을 서로 간섭시킴으로서 얻어지는 간섭 무늬를 입력 데이터에 대응하는 홀로그래픽 데이터로써 저장매체에 기록한다.

이때, 저장매체에 기록되는 A×A(예컨대, 240×240)의 홀로그래픽 데이터는 일련의 전처리(예를 들면, 픽셀 데이터를 인코딩하고 에러 정정 코드(패리티 비트) 등을 삽입하는 인코딩 처리, 디코딩에서의 오버 샘플링을 위한 테두리 생성 처리 등) 과정을 통해 인코딩된 후 공간 광 변조기를 통해 신호광으로 변조되어 저장매체에 기록되며, 저장매체로부터 재생되는 A×A(예를 들면, 240×240)의 홀로그래픽 데이터(즉, 간섭무늬 형상 이미지)는 CCD(Charge Coupled Device) 등을 통해 조사되어 (A+B)×(A+B)의 사이즈를 갖는 데이터 이미지(예를 들면, 1024×1024의 데이터 이미지)로 변환되고, 오버 샘플링 과정을 통해 인코딩 전의 데이터, 즉 A×A 사이즈를 갖는 데이터 이미지(예를 들면, 240×240이 데이터 이미지)로 변환되며, 이후 ECC 디코딩 등의 과정을 통해 인코딩 전의 원래 데이터로 복원된다.

도 1은 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서 저장매체로부터 CCD에 의해 검출되는 데이터 이미지를 예시한 도면으로서, 한 페이지 단위의 이미지 데이터는 (A+B)×(A+B)의 사이즈, 예를 들면 1024×1024의 사이즈를 갖는데, 이러한 페이지 이미지에는 띠 모양의 테두리와 테두리 안에 720×720의 사이즈를 갖는 데이터 이미지를 포함하고 있다.

따라서, (A+B)×(A+B) 사이즈의 데이터 이미지에서 원래의 데이터 크기인 A×B 데이터 이미지를 추출하기 위해서는 먼저 (A+B)×(A+B) 사이즈의 데이터 이미지에서 테두리를 검출하는 것이 필요한데, 이를 위한 하나의 방법으로서 각 행 라인의 픽셀 총 합과 각 열 라인의 픽셀 총 합을 구하는 방식을 이용할 수 있다. 즉 각 행 라인의 픽셀 총 합과 각 열 라인의 픽셀 총 합을 구하면 양쪽에 유난히 큰 값을 가지는 라인이 존재하며, 이 라인들이 양쪽의 테두리 위치가 되는 것이다. 여기서, 테두리를 이루는 픽셀 라인의 총 합이 큰 값으로 나타나는 것은 실제 데이터 이미지 영역의 픽셀들은 "1"과 "0"의 픽셀 데이터 값들이 랜덤에게 혼재하는 형태를 갖는 반면에, 테두리의 형성하는 픽셀들이 모두 동일한 픽셀 데이터 값(예컨대, "1")으로 되어 있기 때문이다.

다음에, 전술한 일련의 과정들을 통해 테두리를 검출한 후에 예컨대 테두리 안의 왼쪽 상단 모서리 부분에서부터 시작하여 오른쪽 상단 모서리 부분으로 순차적으로 이동해 가면서 각 라인별로 픽셀을 추출한다. 예를 들어, 원래의 데이터 이미지가 240×240 사이즈이고, 재생 측에서 CCD를 통해 얻은 데이터 이미지가 720×720 사이즈라고 가정할 때, 각 라인별로 두 개의 픽셀을 건너뛰어 픽셀을 선택하는 방식으로 240×240 사이즈의 데이터 이미지를 추출하며, 이와 같이 추출된 240×240 사이즈의 데이터 이미지는 디코더 측으로 전달되어 엔코딩 전의 원래 데이터로 디코딩 된다.

한편, 재생신호를 디코딩하는 방법 중의 하나로서 임계값을 이용하는 방식이 있으며, 이러한 임계값 이용 방식으로는 픽셀의 평균이나 0.5값을 이용하는 방식과 국부 임계값을 이용하는 방식이 있다. 전자의 경우는 픽셀의 평균이나 0.5값보다 크면 1로 판독하고, 그 보다 작으면 0으로 판독하는 방법이다. 국부 임계값 이용 방식은 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.

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 저장매체에 기록하고, 재생 후에는 역으로 디코딩을 수행하는 방식이다. 예를 들어, 0은 01로, 1은 10으로 코딩하여 기록하고 재생 후에는 역 과정을 통해 디코딩하는 방식이다.

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 저장매체에 기록하고, 재생 후에는 세기의 순서에 의해 디코딩하는 방식이다.

예를 들어, 6 : 8 코드의 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. 이러한 IBM 방식은 4 : 6에서 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖고, 6 : 8에서는 대략 75% 정도의 코드 레이트를 가지며, 8 : 12에서는 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖는다.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 엔코딩 및 디코딩 방법들에 의하면 도 1에 예시한 바와 같이 특정한 테두리 영역의 띠 모양 이외에 데이터 이미지 영역에도 띠 모양이 나타날 수 있는데, 이는 데이터 이미지 영역에는 "1"과 "0"의 픽셀 데이터 값들이 랜덤에게 혼재한다지만 특정한 행 라인 또는 열 라인에 "1"의 픽셀 데이터 값이 집중될 수 있기 때문이다.

이때, 앞에서 설명한 바와 같이 데이터 이미지에서 테두리를 검출하기 위하여 각 행 라인의 픽셀 총 합과 각 열 라인의 픽셀 총 합을 구하면 테두리와 같이 큰 값들을 갖는 라인이 여러 군데 검출되므로 데이터 이미지의 테두리 위치를 정확하게 파악할 수 없으며, 이는 결국 재생되는 데이터 이미지의 화질 열화를 야기시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

또한, 디코딩시 픽셀별로 소팅하기 때문에 변조 코드의 데이터 결정 과정에 소요되는 처리 시간이 길어질 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 정방형 픽셀 단위구역 내에서 세기의 순서에 따라 디코딩하는 방식을 채용하되, 재생 데이터 이미지의 각 행과 열에는 "0"(오프 픽셀)이 적어도 하나 이상 포함된다는 점에 착안하여 전체 픽셀을 모두 소팅할 필요가 없는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, N : M(단, N〈 M) 코딩 데이터에 의한 재생 데이터 이미지를 J×J(단, J×J=M) 정방형 픽셀 단위구역별로 분리한 후 각 단위구역들에 대해 광의 강도를 기준으로 정렬하여 순차적으로 "1"을 X개, "0"을 Y개(단, X+Y=M)씩 부여하여 원래의 N비트 데이터로 디코딩하는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법에 있어서, 재생 데이터 이미지의 각 행에 대해 소팅하여 행에 대응하는 개수의 "0"을 정렬하는 단계와, 정렬된 "0"을 제외한 나머지 개수의 "0"과 상기 X개의 "1"을 오름차순으로 소팅하는 단계를 포함하는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법을 제공한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다. 그러나 본 발명은 이러한 실시 예로 제한되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 방법을 수행할 수 있는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템의 블록구성도로서, 크게 구분해 볼 때, 저장 및 재생 장치(110), 데이터 엔코딩 장치(130) 및 데이터 디코딩 장치(150)로 구성된다.

저장 및 재생 장치(110)는 통상의 일반적인 재생 시스템을 나타내는 것으로, 홀로그래피에서 요구되는 레이저광을 발생하는 광원(111), 3차원상의 홀로그래픽 데이터(즉, 간섭 무늬)를 저장하는 저장매체(119)(예를 들면, 광 굴절성 크리스탈) 및 CCD(120)를 포함하며, 이러한 광원(111)과 저장매체(119) 사이에는 다수의 광학계를 포함하는 두 개의 경로, 즉 기준광 처리 경로(PS1)와 신호광 처리 경로(PS2)가 형성된다.

먼저, 광 분리기(112)에서는 광원(111)으로부터 입사되는 레이저광을 기준광과 신호광으로 분기하는 데, 여기에서 분기된 수직 편광의 기준광은 기준광 처리 경로(PS1)로 제공되고 분기된 신호광은 신호광 처리 경로(PS2)로 제공된다.

다음에, 기준광 처리 경로(PS1)상에는 셔터(113), 반사경(114) 및 액츄에이터(115)가 기준광의 출사 방향으로 구비되며, 이러한 광 전달 경로를 통해 기준광 처리 경로(PS1)에서는 홀로그래픽 데이터의 기록 또는 재생에 필요한 기준광을 기 설정된 소정의 편향 각으로 반사시켜 저장매체(119)에 제공한다.

이때, 설명의 편의와 이해의 증진을 위해 도 2에서의 도시는 생략하였으나, 기준광 처리 경로(PS1) 상에는 기준광 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 기준광은 도시 생략된 광학 렌즈 등을 통해 조정되고 임의의 크기로 확장(즉, 후술하는 신호광 처리 경로(PS2)에서 빔 확장기를 통해 확장되는 신호광의 크기를 커버하기에 충분한 정도의 크기로 확장)되며, 반사경(114)을 통해 기설정된 소정 각도, 예를 들면 기록시의 기록 각 또는 재생을 위해 기 설정된 재생 각으로 편향된 후 저장매체(119)로 입사(조사)된다.

여기에서, 기록 또는 재생 시에 이용되는 기준광은 각 페이지 단위의 2진 데이터를 저장매체(119)에 기록할 때마다 액츄에이터(115)를 이용해 반사경(114)을 회전시켜 그 편향각도(θ)를 변화시키는 방법으로 제어되는 데, 이러한 기준광 편향 기법을 통해 수백 내지 수천 개의 홀로그래픽 데이터를 저장매체(119)에 저장하거나 혹은 저장된 홀로그래픽 데이터를 재생할 수 있다.

한편, 신호광 처리 경로(PS2)상에는 셔터(116), 반사경(117) 및 공간 광 변조기(118)가 신호광의 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 2에서의 도시는 생략하였으나, 신호광 처리 경로(PS2) 상에는 신호광 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 신호광은 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 신호광을 데이터 엔코딩 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 때 공간 광 변조기(118)로 입사되는 신호광은 한 프레임 단위의 신호광으로 변조된 후, 기준광 처리 경로(PS1)의 반사경(114)에서 입사되는 기준광과 동기를 맞추어 저장매체(119)로 입사된다.

따라서, 저장매체(119)에서는 기록모드 시에 공간 광 변조기(118)로부터 제공되는 2진 데이터의 페이지 단위로 변조된 신호광과 이에 대응하는 편향각도(θ)를 가지고 반사경(114)으로부터 입사되는 기록용 기준광간의 간섭을 통해 얻어지는 간섭 무늬가 기록된다. 즉, 변조된 신호광과 기준광간의 간섭에 의해 얻어지는 간섭 무늬의 강도에 따라 저장매체(119) 내부에서 운동 전하의 광 유도 현상이 발생하는 데, 이러한 과정을 통해 저장매체(119)에 홀로그래픽 데이터의 간섭 무늬가 기록된다.

한편, 데이터 엔코딩 장치(130)는 N : M(단, N〈 M) 언밸런스드 코드를 이용하여 데이터 코딩을 수행하는 데, 외부로부터 입력되는 디지털 입력 데이터(즉, 저장매체에 기록하고자 하는 입력 데이터)를 N비트 단위(예를 들면, 6비트)로 블록화하여 그룹으로 분리하며, 여기에서 그룹으로 분리된 각 블록 데이터들을 "1"이 X개(예를 들면, 3개), "0"이 Y개(예를 들면, 6개)로 이루어진 M비트로 변환(예를 들어, 9비트)하여 코딩한 후 각 블록 데이터로 코딩된 한 페이지의 2진 데이터를 공간 광 변조기(118)로 전달한다. 이때 공간 광 변조기(118)에 데이터를 맵핑함에 있어서 J×J(예를 들면, 3×3) 정방형 픽셀 단위구역에 "1"이 가로 또는 세로에 연속적으로 놓이지 않는 조합을 선택한다.

따라서, 공간 광 변조기(118)가 반사경(117)으로부터 입사되는 신호광을 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하여 생성한 신호광을 저장매체(119)로 조사함으로써, 저장매체(119)에는 본 발명에 따라 코딩된 홀로그래픽 데이터가 저장된다.

한편, 본 발명에 따라 코딩되어 저장매체(119)에 기록(저장)된 홀로그래픽 데이터를 재생하는 경우, 도시 생략된 시스템 제어 수단으로부터의 제어에 따라 신호광 처리 경로(PS2)측의 셔터(116)는 차단 상태로 되고 기준광 처리 경로(PS1)측이 셔터(113)는 개방 상태로 된다.

따라서, 광 분리기(112)로부터 분기된 기준광(재생용 기준광)은 반사경(114)을 통해 반사되어 저장매체(119)로 조사되며, 그 결과 저장매체(134)에서는 판독용 기준광에 의해 기록된 간섭 무늬가 입사된 판독용 기준광을 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 저장매체(119)로부터 조사되는 재생 출력을 원래의 데이터, 즉 전기신호로 복원하며, 여기에서 복원된 재생 신호는 데이터 디코딩 장치(150)로 전달된다.

데이터 디코딩 장치(150)는 저장매체(119)로부터 재생되어 CCD(120)를 통해 출력되는 코딩된 재생신호를 코딩 전의 원 신호로 디코딩하는 데, (A+B)×(A+B) 사이즈의 데이터 이미지에서 원래의 데이터 크기인 A×A 데이터 이미지를 추출하기 위해서 먼저 (A+B)×(A+B) 사이즈의 데이터 이미지에서 테두리를 검출한다. 이를 위한 하나의 방법으로서 각 행 라인의 픽셀 총 합과 각 열 라인의 픽셀 총 합을 구하는 방식을 이용할 수 있다. 즉 각 행 라인의 픽셀 총 합과 각 열 라인의 픽셀 총 합을 구하면 양쪽에 유난히 큰 값을 가지는 라인이 존재하며, 이 라인들이 양쪽의 테두리 위치가 되는 것이다. 여기서, 테두리를 이루는 픽셀 라인의 총 합이 큰 값으로 나타나는 것은 실제 데이터 이미지 영역의 픽셀들은 "1"과 "0"의 픽셀 데이터 값들이 랜덤에게 혼재하는 형태를 갖는 반면에, 테두리의 형성하는 픽셀들이 모두 동일한 픽셀 데이터 값(예컨대, "1")으로 되어 있기 때문이다.

다음에, 전술한 일련의 과정들을 통해 테두리를 검출한 후에 예컨대 테두리 안의 왼쪽 상단 모서리 부분에서부터 시작하여 오른쪽 상단 모서리 부분으로 순차적으로 이동해 가면서 각 라인별로 픽셀을 추출한다. 예를 들어, 원래의 데이터 이미지가 240×240 사이즈이고, 재생 측에서 CCD(120)를 통해 얻은 데이터 이미지가 720×720 사이즈라고 가정할 때, 각 라인별로 두 개의 픽셀을 건너뛰어 픽셀을 선택하는 방식으로 240×240 사이즈의 데이터 이미지를 추출한다.

이때, 데이터 디코딩 장치(150)는 추출한 데이터 이미지를 J×J(예를 들면, 3×3) 정방형 픽셀 단위구역별로 분리한 후 각 단위구역들에 대해 광의 강도를 기준으로 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 "1"을 X개(예를 들면, 3개), "0"을 Y개(예를 들면, 6개)씩 부여하며, 총 M비트 중에서 K비트(예를 들면, 3비트)의 정보 비트를 제거하여 원래의 N비트(예를 들면, 6비트) 데이터로 디코딩 한다.

따라서, 본 발명에서는 전술한 바와 같은 코딩 및 디코딩 과정을 통해 홀로그래픽 데이터를 기록 및 재생함에 있어서 J×J(예를 들면, 3×3) 정방형 픽셀 단위구역에 "1"이 가로 또는 세로에 연속적으로 놓이지 않는 조합이 선택되므로 데이터 이미지 영역에는 테두리 영역으로 오해될 수 있는 유사한 픽셀 데이터 라인이 결코 존재할 수 없다.

본 발명의 발명자는 본 발명에 따라 홀로그래픽 데이터를 코딩하고, 이 코딩된 데이터를 재생하여 디코딩하는 과정에 대해 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과는 다음과 같다.

[실시 예]

본 실시 예는 6 : 9 코드의 경우, 즉 그룹으로 분리된 6비트 블록들을 9비트로 코딩하여 기록한 후 재생하여 디코딩하는 경우에 대한 것이다.

저장매체에 기록하고자 하는 입력 데이터를 6비트 단위로 블록화하여 그룹으로 분리하며, 여기에서 그룹으로 분리된 각 블록 데이터들을 "1"이 3개, "0"이 6개로 이루어진 9비트로 변환하여 코딩한다. 6비트 입력 데이터는 2⁶=64개의 조합을 가지며, 9비트 코드는 ₉C₃=84개의 조합을 가지므로 코딩이 무난하게 수행될 수 있음을 알 수 있다. 예로서, 입력 데이터 111000은 000100101로 맵핑하며, 101001은 010110000으로 맵핑하고, 001110은 010000110으로 맵핑한다.

그리고, 9비트 코드를 공간 광 변조기에 맵핑할 때에는 3×3 정방형 픽셀 단위구역에 "1"이 가로 또는 세로에 연속적으로 놓이지 않는 조합을 선택한다. 즉 단위구역에 "1"이 연속적으로 놓일 수 있는 조합은 6개(111000000, 000111000, 000000111, 001001001, 101010010, 100100100)이므로 9비트로 이루어진 84개의 코드 중에서 위의 6개 조합을 뺀 78개 코드만을 가지고 6 : 9 맵핑을 실시한다.

도 3은 6 : 9 코드가 공간 광 변조기에 맵핑된 형태를 예시한 것으로서, 위에서 입력 데이터의 예로서 제시한 111000은 000100101 코드로 맵핑되어 도 3 (a)와 같은 형태로 공간 광 변조기에 맵핑되고, 101001은 010110000 코드로 맵핑되어 도 3 (b)와 같은 형태로 공간 광 변조기에 맵핑되며, 001110은 010000110 코드로 맴핑되어 도 3 (c)와 같은 형태로 공간 광 변조기에 맵핑된다.

다음으로, 본 실시예에 따른 디코딩 과정에서는 데이터 이미지를 3×3 정방형 픽셀 단위구역별로 분리한 후 각 단위구역들에 대해 광의 강도를 기준으로 내림차순으로 정렬하여 순차적으로 "1"을 3개, "0"을 6개씩 부여한다.

그리고, 각 행에 대해 소팅하여 3개의 "0"을 정렬한다. 즉, 도 3 (a), (b), (c)에서 3개의 원소에 대해 소팅하고 각 행에서 오프 픽셀 하나를 찾는다. 이로서, 3개의 오프 픽셀을 찾을 수 있다.

이와 같은 방법으로 각 행과 열에 대해 오프 픽셀을 찾으면 아직 정해지지 않은 오프 픽셀이 존재하게 된다. 즉, 3개의 오프 픽셀이 결정될 경우 3개의 오프 픽셀은 아직 결정되지 않은 상태이다.

이때 3개의 오프 픽셀을 제외한 나머지 6개의 픽셀, 즉 3개의 오프 픽셀과 3개의 온 픽셀을 오름차순으로 소팅할 경우 하위 3개의 픽셀이 오프 픽셀이 된다.

이렇게 정렬된 픽셀들은 원래의 6비트 데이터로 디코딩됨으로써 디코딩 과정이 종료된다.

즉, 도 3에의 공간 광 변조기에 맵핑된 6 : 9 코드로부터 알 수 있는 바와 같이, 테두리 픽셀 데이터 값과 동일한 데이터 값이 가로 또는 세로 전체에 연속적으로 놓이지 않는 조합을 선택하여 구성되는, 즉 재생 데이터 이미지의 각 행과 열에는 "0"(오프 픽셀)이 적어도 하나 이상 포함되는 것을 특징으로 하며, 본 발명에서는 이러한 점에 착안하여 전체 픽셀을 모두 소팅할 필요가 없는 방안을 마련한 것이다.

예를 들어, 총 9개의 픽셀 전체를 소팅할 경우에는 n²에 비례하는 시간, 즉 9*9=81에 비례하는 시간이 소요되나, 본 발명에 따른 방법으로 픽셀을 소팅할 경우에는 3*3²+6², 즉 63에 비례하는 시간만 소요됨을 알 수 있을 것이다.

이는 정방형 코드의 크기가 커지면 커질수록 그 효과가 배가됨을 알 수 있다.

본 발명에 대한 앞의 설명에서는 일 실시 예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다.

일 예로, 앞에서 설명한 실시 예에서는 3×3 정방형 픽셀 단위구역을 이용하는 6 : 9 코드를 예시하였으나, 4×4 정방형 픽셀 단위구역을 이용하는 C : 16 코드, 5×5 정방형 픽셀 단위구역을 이용하는 D : 25 코드 등을 구현할 수 있다.

이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

전술한 바와 같은 본 발명은 가로 또는 세로에 연속적으로 동일한 데이터가 놓이지 않는 코드 조합의 정방형 픽셀 단위구역별로 데이터를 코딩하며 재생 후에는 정방형 픽셀 단위구역 내에서 세기의 순서에 따라 디코딩 함으로써, 데이터 이미지 영역에는 테두리 영역으로 오해될 수 있는 유사한 픽셀 데이터 라인이 결코 존재할 수 없으며, 이로써 재생되는 데이터 이미지의 화질 열화를 야기시키는 요인이 제거되어 전체 이미지에 대한 보상 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면 데이터 이미지의 재생시 전체 픽셀을 모두 소팅할 필요가 없기 때문에 디코딩 처리 시간을 줄일 수 있다.

도 1은 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템에서 저장매체로부터 CCD에 의해 검출되는 데이터 이미지를 예시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 엔코딩/디코딩 방법을 수행할 수 있는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템의 블록구성도,

도 3은 본 발명에 따른 6 : 9 코드가 공간 광 변조기에 맵핑된 형태를 예시한 도면.

＜도면의 주요 부분에 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 : 저장매체

120 : CCD 130 : 데이터 엔코딩 장치

150 : 데이터 디코딩 장치

Claims (4)

1. N : M(단, N〈 M) 코딩 데이터에 의한 재생 데이터 이미지를 J×J(단, J×J=M) 정방형 픽셀 단위구역별로 분리한 후 각 단위구역들에 대해 광의 강도를 기준으로 정렬하여 순차적으로 "1"을 X개, "0"을 Y개(단, X+Y=M)씩 부여하여 원래의 N비트 데이터로 디코딩하는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법에 있어서,

   상기 재생 데이터 이미지의 각 행에 대해 소팅하여 상기 행에 대응하는 개수의 "0"을 정렬하는 단계와,

   상기 정렬된 "0"을 제외한 나머지 개수의 "0"과 상기 X개의 "1"을 오름차순으로 소팅하는 단계

   를 포함하는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법.
2. 제 2 항에 있어서,

   상기 디코딩 방법은,

   상기 재생 데이터 이미지를 3×3 정방형 픽셀 단위구역별로 분리하는 단계와,

   상기 각 단위구역들에 대해 광의 강도를 기준으로 정렬하여 순차적으로 "1"을 3개, "0"을 6개씩 부여하는 단계와,

   각 행에 대해 소팅하여 3개의 "0"을 정렬하는 단계와,

   상기 3개의 "0"을 제외한 나머지 3개의 "0"과 상기 3개의 "1"을 오름차순으로 소팅하여 원래의 6비트 데이터로 디코딩하는 단계

   를 포함하는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 재생 데이터 이미지는 테두리 픽셀 데이터 값과 동일한 데이터 값이 가로 또는 세로 전체에 연속적으로 놓이지 않는 조합을 선택하여 구성되는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 재생 데이터 이미지의 각 행과 열에는 "0"이 적어도 하나 이상 포함되는 홀로그래픽 데이터 디코딩 방법.