KR20050122320A - Apparatus and method for compensating pixel reproduced of hologram data - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이미지의 왜곡을 픽셀의 비매칭으로 단순화시켜 비매칭을 보상하는 1:1 픽셀 매칭 보상 방식을 통해 각 픽셀 단위로 왜곡을 보상할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 왜곡이 발생한 픽셀 수만큼 데이터 이미지를 균등 분할하여 한 픽셀 단위로 왜곡 보상을 수행하는 종래 방식과는 달리, 재생 데이터 이미지의 4변 에지 위치값을 찾고, 4변 에지 위치값을 이용하여 각 픽셀의 평균 배율 에러값을 산출하며, 기 설정된 다수의 기준 평균 배율 에러값들 중 산출된 평균 배율 에러값에 대응하는 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들을 이용하여 추출된 재생 데이터 이미지의 각 픽셀 위치를 보상함으로써, 오우버 샘플링을 사용하는 종래 방법과 비교해 볼 때, 홀로그래픽 재생 시스템의 경박단소화 및 저가격화를 실현할 수 있을 뿐만 아니라 데이터 처리를 위한 전달 속도의 저하 문제 및 저장 용량의 손실 문제를 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.According to the present invention, the distortion of the image can be compensated for each pixel through a 1: 1 pixel matching compensation scheme that simplifies the distortion of the image to mismatching of pixels to compensate for mismatching. Unlike the conventional method of equally dividing the data image by the number of pixels to perform distortion compensation by one pixel unit, the 4-side edge position value of the playback data image is found and the average magnification error of each pixel using the 4-side edge position value. Calculating a value and compensating each pixel position of the extracted reproduction data image by using misalignment compensation values of each pixel corresponding to the calculated average magnification error value among the plurality of preset reference average magnification error values. Compared with the conventional method using burr sampling, it is not only possible to realize the thinner and smaller and lower price of the holographic reproduction system. This can effectively prevent the problem of lowering the transmission speed for data processing and loss of storage capacity.
Description
본 발명은 홀로그래픽 시스템(Holographic System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재생을 위해 저장매체로부터 판독한 재생 데이터 이미지에서 각 픽셀 데이터의 왜곡을 보상하는데 적합한 홀로그램 데이터의 재생 픽셀 보상 장치 및 그 보상 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holographic system, and more particularly, to an apparatus for compensating a reproduction pixel of hologram data and a method for compensating for distortion of each pixel data in a reproduction data image read from a storage medium for reproduction. It is about.
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.Recently, the field of technology using volume holographic digital data storage is actively being researched everywhere due to the remarkable development of semiconductor laser, charge coupled device (CCD), liquid crystal display (LCD), etc. As a result of these studies, fingerprint recognition systems for storing and reproducing fingerprints have been put to practical use, and are being expanded to various fields that can apply the advantages of large capacity and ultra-fast data transfer rate.
상기한 바와 같은 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은 대상 물체로부터의 신호 광과 기준 광을 서로 간섭시킬 때 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(Amplitude)에 민감하게 반응하는 저장매체, 예를 들면 광 굴절성(photorefractive) 크리스탈(crystal) 등의 저장매체에 기록하는 것으로, 기준광의 각도를 변화시키는 방법 등에 의해 신호광의 강도 및 위상까지도 기록함으로서, 물체의 3차원 상을 표시할 수 있고, 또한 2진 데이터로 된 페이지(page) 단위로 구성되는 수백에서 수천 개의 홀로그램을 동일 장소에 저장할 수 있다.As described above, the holographic digital storage and reproducing system is a storage medium, for example, light, which reacts sensitively to the amplitude of the interference fringes when the interference fringes generated when the signal light from the object and the reference light interfere with each other. By recording on a storage medium such as a photorefractive crystal and recording the intensity and phase of the signal light by a method of changing the angle of the reference light or the like, the three-dimensional image of the object can be displayed and the binary Hundreds to thousands of holograms, organized in pages of data, can be stored in the same place.
한편, 전형적인 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은, 홀로그램 데이터를 저장 매체에 기록하는 기록모드 시에, 광원에서 발생한 레이저광을 기준 광과 물체 광으로 분기시키고, 물체 광을 외부 입력 데이터(즉, 저장하고자 하는 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 명암을 이루는 한 페이지 단위의 2진 데이터로 변조하며, 변조된 물체 광(즉, 신호 광)과 분기되어 기 설정된 편향 각으로 반사시킨 기록용 기준 광을 서로 간섭시킴으로서 얻어지는 간섭 무늬를 입력 데이터에 대응하는 홀로그램 데이터로써 저장 매체에 기록한다.On the other hand, a typical holographic digital storage and reproducing system, in the recording mode of recording hologram data to a storage medium, splits the laser light generated from the light source into a reference light and an object light, and stores the object light into external input data (ie, storage). And modulates the pixel into binary data of one page unit in contrast, interfering with the modulated object light (ie, signal light) and the recording reference light reflected by a predetermined deflection angle. The interference fringe obtained by the recording is recorded in the storage medium as hologram data corresponding to the input data.
다른 한편, 저장 매체로부터 판독되는 홀로그램 데이터, 즉 재생 데이터 이미지는 광학 계통의 오차, 저장 매체 표면의 상태, 재생 데이터 이미지를 집속하는 대물 렌즈의 포커싱 에러 등에 기인하여 재생 데이터 이미지의 확대, 축소 등의 배율 변형 문제와 픽셀 비매칭 등의 문제가 발생할 수 있는데, 이러한 문제를 해결하기 위한 전형적인 종래 방법으로는 오우버 샘플링 기법이 있다.On the other hand, the hologram data read out from the storage medium, i.e., the reproduction data image may be enlarged or reduced due to an error in the optical system, the state of the surface of the storage medium, or a focusing error of the objective lens focusing the reproduction data image. Problems such as magnification distortion problems and pixel mismatching may occur. A typical conventional method for solving such a problem is an oversampling technique.
도 6은 전형적인 종래의 오우버 샘플링 기법을 채용한 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템의 블록구성도로서, 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템은 스핀들 모터(602), 저장 매체(604), 판독 광 경로(606), 재생 광 경로(608), 이미지 검출 블록(610), 테두리 검출 블록(612) 및 오우버 샘플링 블록(614)을 포함한다.6 is a block diagram of a typical holographic reproducing system employing a typical conventional over-over sampling technique, wherein a typical holographic reproducing system comprises a spindle motor 602, a storage medium 604, a read light path 606, and a regeneration. Light path 608, image detection block 610, edge detection block 612 and over sampling block 614.
도 6을 참조하면, 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템은 스핀들 모터(602)에 의해 회전 구동되는 저장 매체(604)가 구비되고, 이러한 저장 매체(604)에는 기록된 홀로그램 데이터를 재생하는 데 필요한 판독 광이 저장 매체(604) 측으로 조사되는 판독 광 경로(606)와 판독 광의 조사를 통해 재생되는 데이터 이미지 광(즉, 2진 데이터의 바둑판 형상 무늬)이 출력되며 데이터 이미지 광을 집속하는 대물 렌즈를 포함하는 재생 광 경로(608)가 구비된다.Referring to FIG. 6, a typical holographic reproducing system is provided with a storage medium 604 that is rotationally driven by a spindle motor 602, which has read light necessary for reproducing the recorded hologram data. A read light path 606 irradiated to the storage medium 604 side and a data image light (i.e. a checkerboard pattern of binary data) reproduced through irradiation of the read light, and an objective lens for focusing the data image light. A reproduction light path 608 is provided.
또한, 재생 광 경로(608) 측에는 이미지 검출 블록(610), 예를 들면 CCD 카메라가 구비되어 있으며, 이러한 CCD 카메라에서는 재생되는 이미지 광을 구성하는 각 픽셀을 n×n 픽셀(예를 들면, 3×3 픽셀)로 표현하는 방식으로 광전 변환하여 테두리 검출 블록(612)으로 제공한다. 이때, 저장 매체(604)로부터 판독되는 재생 이미지 프레임은 재생 데이터 이미지 영역과 테두리 영역을 포함하는데, 예를 들어 재생 이미지 프레임이 240×240의 해상도 사이즈를 가지며, 3픽셀의 상하좌우 테두리를 갖는다고 가정할 때, 이미지 검출 블록(610)에서는 테두리를 포함하여 1024×1024의 해상도 사이즈를 갖는 광전 변환된 재생 이미지를 생성하여 테두리 검출 블록(612)으로 제공한다.In addition, an image detection block 610, for example, a CCD camera, is provided on the reproduction light path 608 side. In such a CCD camera, each pixel constituting the image light to be reproduced is n × n pixels (for example, 3). Photoelectric conversion in the manner of x3 pixels) to provide the edge detection block 612. At this time, the playback image frame read out from the storage medium 604 includes a playback data image area and an edge area. For example, the playback image frame has a resolution size of 240 × 240 and has a top, bottom, left, and right edges of 3 pixels. Assuming, the image detection block 610 generates and provides a photoelectrically converted reproduction image having a resolution size of 1024 × 1024 including the edge to the edge detection block 612.
다음에, 테두리 검출 블록(612)에서는 재생 이미지 프레임의 각 라인별 픽셀 총합 값을 이용하는 방식 등을 통해 재생 데이터 이미지의 테두리를 검출하고, 이 검출된 테두리 정보에 의거하여 재생 이미지 프레임에서 재생 데이터 이미지를 추출하며, 이와 같이 추출된 재생 데이터 이미지를 오우버 샘플링 블록(614)으로 전달한다. 예를 들어, 240×240의 해상도 사이즈와 3비트의 상하좌우 테두리를 갖는 재생 데이터 이미지에 대해 각 픽셀 당 3×3픽셀로 하는 이미지 촬상을 통해 1024×1024 사이즈의 데이터 이미지가 얻어진다고 가정할 때 720×720의 재생 데이터 이미지를 추출하여 오우버 샘플링 블록(614)으로 전달한다.Next, the edge detection block 612 detects a border of the playback data image by using a sum total pixel value of each line of the playback image frame, and the like, and based on the detected border information, the playback data image in the playback image frame is detected. Is extracted, and the extracted reproduction data image is transferred to the over sampling block 614. For example, suppose that a data image of 1024x1024 size is obtained through image capturing with 3x3 pixels per pixel for a playback data image having a resolution size of 240x240 and 3 bits of top, bottom, left and right borders. The 720 × 720 reproduction data image is extracted and transferred to the over sampling block 614.
따라서, 오우버 샘플링 블록(614)에서는 3×3 마스크를 이용하는 오우버 샘플링을 통해 원래의 재생 데이터 이미지를 추출, 즉 일 예로서 도 7에 도시된 바와 같이, 3×3 마스크를 이용하여 720×720의 데이터 이미지에서 한 픽셀을 추출한 후에 2픽셀을 건너뛰는 방식(즉, 3×3 마스크에서 중앙 부분에 위치하는 픽셀을 추출하는 방식)으로 240×240 사이즈의 원래 데이터 이미지(즉, 엔코딩된 데이터 이미지)를 추출하며, 이와 같이 추출된 원래의 데이터 이미지는 디코딩을 위해 도시 생략된 디코더로 제공된다. 도 7에 있어서, n1 내지 n4는 3×3 마스크 구간을 의미한다.Therefore, the over sampling block 614 extracts the original reproduction data image through over sampling using a 3 × 3 mask, that is, 720 × using a 3 × 3 mask as shown in FIG. 7 as an example. After extracting one pixel from a data image of 720, skipping two pixels (i.e. extracting the centered pixel from a 3x3 mask), the original data image of 240x240 size (i.e. the encoded data Image), and the original data image thus extracted is provided to a decoder not shown for decoding. In FIG. 7, n1 to n4 mean 3 × 3 mask sections.
이때, 오우버 샘플링 블록(614)에서는 여러 가지 외적 요인에 기인하는 왜곡으로 인해 데이터 이미지가 증가한 경우, 예를 들어 720×720 사이즈이어야 할 데이터 이미지가 722×722 사이즈일 때, 전체 데이터 구간(즉, 데이터 라인)을 대략 3등분하고, 두 번째 및 세 번째 등분의 시작 위치에서 두 픽셀이 아닌 세 픽셀을 건너뛰는 방식(균등 분할 보상 방식)으로 오우버 샘플링을 수행하고 있다.In this case, in the over sampling block 614, when the data image is increased due to distortion due to various external factors, for example, when the data image to be 720 × 720 size is 722 × 722 size, the entire data section (that is, , The data line) is roughly divided into three, and the over-sampling is performed by skipping three pixels instead of two pixels at the start positions of the second and third equal parts (equal split compensation method).
그러나, 상술한 바와 같이, 광학 계통의 오차, 저장 매체 표면의 상태, 재생 데이터 이미지를 집속하는 대물 렌즈의 포커싱 에러 등에 기인하여 재생 데이터 이미지의 변형(왜곡)을 방지하기 위하여 오우버 샘플링 기법을 사용하는 종래 방법은 CCD 촬상소자를 필요 이상으로 크게 설계해야만 하는 문제가 있으며, 이러한 문제는 홀로그래픽 재생 시스템의 경박단소화 및 저가격화를 저해시키는 요인으로 작용하고 있다.However, as described above, an oversampling technique is used to prevent distortion (distortion) of the reproduction data image due to an error in the optical system, the state of the surface of the storage medium, a focusing error of the objective lens focusing the reproduction data image, and the like. The conventional method has a problem in that the CCD image pickup device must be designed larger than necessary, and this problem acts as a factor that hinders the reduction of the thickness and cost of the holographic reproduction system.
또한, 오우버 샘플링 기법을 사용하는 종래 방법은 필요 이상으로 큰 사이즈의 재생 데이터 이미지를 처리해야만 하기 때문에 데이터 처리를 위한 전달 속도에 문제가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 데이터의 저장 용량 측면에서 손실을 감수할 수밖에 없었다.In addition, the conventional method using the oversampling technique has to process an image data of a larger size than necessary, which may cause a problem in the transfer speed for data processing and may also lose a loss in terms of storage capacity of the data. There was no choice but to.
더욱이, 재생 데이터 이미지의 사이즈가 실제 데이터 이미지의 사이즈보다 증가한 경우 증가한 픽셀 수+1 만큼 라인 데이터를 등분하여 일률적으로 등분의 시작점에서 하나의 픽셀을 더 버리는 방식으로 픽셀 보정을 행하는 종래 방법은, 데이터 이미지의 모서리 최대 값이 정확하게 정수 값으로 떨어지는 것이 확률적으로 매우 낮다는 점을 고려할 때, 결국 왜곡 보상을 정확하게 수행하지 못하게 되는 문제를 야기시킬 수 있으며, 이것은 결국 양질의 재생 이미지를 얻을 수 없게 되는 결과를 초래하게 된다.Furthermore, when the size of the reproduced data image is larger than the size of the actual data image, the conventional method of performing pixel correction by dividing the line data by an increased number of pixels + 1 and uniformly discarding one more pixel at the beginning of the equal division, Given that it is very likely that the edge maxima of an image falls exactly to an integer value, it can eventually lead to problems with inaccurate distortion compensation, which in turn leads to an inability to obtain a good quality playback image. Will result.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이미지의 왜곡을 픽셀의 비매칭으로 단순화시켜 비매칭을 보상하는 1:1 픽셀 매칭 보상 방식을 통해 각 픽셀 단위로 왜곡을 보상할 수 있는 홀로그램 데이터의 재생 픽셀 보상 장치 및 그 보상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems of the prior art, it is possible to compensate for the distortion in each pixel through a 1: 1 pixel matching compensation method that compensates for mismatch by simplifying the distortion of the image to pixel mismatching It is an object of the present invention to provide an apparatus for compensating reproduction of hologram data and a method of compensating the same.
상기 목적을 달성하기 위한 일 관점의 일 형태에 따른 본 발명은, 기준 광과 데이터 이미지를 신호 광으로 변조한 신호 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬로서 저장 매체에 기록한 홀로그램 데이터를 재생하여 픽셀의 왜곡을 보상하는 장치로서, 재생 데이터 이미지와 테두리를 갖는 재생 이미지 프레임에서 상기 재생 데이터 이미지를 추출하는 수단과, 상기 추출된 재생 데이터 이미지의 각 에지 위치값을 결정하고, 이 결정된 각 에지 위치값에 근거한 라인 데이터의 시작점 픽셀과 끝점 픽셀의 위치값에 의거하여 각 픽셀의 평균 배율 에러값을 산출하는 수단과, 기 설정된 다수의 기준 평균 배율 에러값들에 각각 대응하는 상기 라인 데이터 내 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들이 저장된 테이블 수단과, 상기 기 설정된 다수의 기준 평균 배율 에러값들 중 상기 산출된 평균 배율 에러값에 대응하는 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들을 이용하여 상기 추출된 재생 데이터 이미지의 각 픽셀 위치를 보상하는 수단을 포함하는 홀로그램 데이터의 재생 픽셀 보상 장치를 제공한다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a distortion of a pixel is reproduced by reproducing hologram data recorded in a storage medium as an interference fringe by interfering signal light obtained by modulating a reference light and a data image into signal light. A device for compensating, comprising: means for extracting the reproduction data image from a reproduction image frame having a reproduction data image and a border, and determining each edge position value of the extracted reproduction data image, and a line based on the determined respective edge position value Means for calculating an average magnification error value of each pixel based on the position values of the start and end pixels of the data, and a misalignment of each pixel in the line data corresponding to a plurality of preset reference average magnification error values, respectively. A table means storing compensation values and a higher value among the preset reference average magnification error values. And a means for compensating for each pixel position of the extracted reproduction data image by using misaligned compensation values of each pixel corresponding to the calculated average magnification error value.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점의 일 형태에 따른 본 발명은, 기준 광과 데이터 이미지를 신호 광으로 변조한 신호 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬로서 저장 매체에 기록한 홀로그램 데이터를 재생하여 픽셀의 왜곡을 보상하는 방법으로서, 재생 데이터 이미지와 테두리를 갖는 재생 이미지 프레임에서 상기 재생 데이터 이미지를 추출하는 과정과, 상기 추출된 재생 데이터 이미지의 각 에지 위치값을 결정하는 과정과, 상기 결정된 에지 위치값에 근거한 라인 데이터의 시작점 픽셀과 끝점 픽셀의 위치값을 결정하는 과정과, 상기 결정된 시작점 픽셀과 끝점 픽셀의 위치값에 의거하여 각 픽셀의 평균 배율 에러값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 평균 배율 에러값에 대응하는 기 설정된 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들을 이용하여 상기 추출된 재생 데이터 이미지의 각 픽셀 위치를 보상하는 과정을 포함하는 홀로그램 데이터의 재생 픽셀 보상 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention relates to a signal light obtained by modulating a reference light and a data image into signal light, thereby reproducing hologram data recorded in a storage medium as an interference fringe, thereby reducing pixel distortion. A compensation method comprising: extracting the reproduction data image from a reproduction image frame having a reproduction data image and a frame; determining each edge position value of the extracted reproduction data image; Determining a position value of a start point pixel and an end point pixel of the line data, calculating an average magnification error value of each pixel based on the determined position values of the start point pixel and the end point pixel, and calculating the average magnification error value The extracted ash is extracted by using misalignment compensation values of preset pixels corresponding to It provides a reproduction pixel compensation method for holographic data including the step of compensating for each pixel location of the image data.
상기 목적을 달성하기 위한 일 관점의 다른 형태에 따른 본 발명은, 기준 광과 데이터 이미지를 신호 광으로 변조한 신호 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬로서 저장 매체에 기록한 홀로그램 데이터를 재생하여 픽셀의 왜곡을 보상하는 장치로서, 재생 데이터 이미지와 테두리를 갖는 재생 이미지 프레임에서 상기 재생 데이터 이미지와 소정 위치에 삽입된 N×N의 얼라인 마크를 추출하는 수단과, 상기 추출된 N×N의 얼라인 마크를 이용하여 상기 재생 데이터 이미지 내 각 픽셀의 미스얼라인 정도를 검출하고, 이 검출 결과에 의거하여 미스얼라인 보정값을 산출하는 수단과, 상기 산출된 미스얼라인 보정값에 의거하여 상기 재생 데이터 이미지의 픽셀 위치를 보정하고, 상기 픽셀 위치가 보정된 재생 데이터 이미지의 각 에지 위치값에 결정하는 수단과, 상기 결정된 각 에지 위치값에 근거한 라인 데이터의 시작점 픽셀과 끝점 픽셀의 위치값을 결정하는 수단과, 상기 결정된 시작점 픽셀과 끝점 픽셀의 위치값에 의거하여 각 픽셀의 평균 배율 에러값을 산출하는 수단과, 기 설정된 다수의 기준 평균 배율 에러값들에 각각 대응하는 상기 라인 데이터 내 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들이 저장된 테이블 수단과, 상기 기 설정된 다수의 기준 평균 배율 에러값들 중 상기 산출된 평균 배율 에러값에 대응하는 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들을 이용하여 상기 추출된 재생 데이터 이미지의 각 픽셀 위치를 보상하는 수단을 포함하는 홀로그램 데이터의 재생 픽셀 보상 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention is to interfere with the signal light modulated by the reference light and the data image to the signal light to reproduce the hologram data recorded in the storage medium as an interference fringe to reduce the distortion of the pixel A device for compensating, comprising: means for extracting an N × N alignment mark inserted at a predetermined position from the reproduction data image in a reproduction image frame having a reproduction data image and a border; Means for detecting a misalignment degree of each pixel in the reproduction data image by using the same, and calculating a misalignment correction value based on the detection result, and the reproduction data image based on the calculated misalignment correction value. Means for correcting the pixel position of and determining the pixel position at each edge position value of the corrected reproduction data image; Means for determining the position values of the start and end pixels of the line data based on the determined respective edge position values, means for calculating an average magnification error value of each pixel based on the position values of the determined start and end pixels; Table means storing misalignment compensation values of each pixel in the line data respectively corresponding to a plurality of preset reference average magnification error values, and the calculated average magnification error among the preset plurality of reference average magnification error values. And a means for compensating each pixel position of the extracted reproduction data image by using misalignment compensation values of each pixel corresponding to a value.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점의 다른 형태에 따른 본 발명은, 기준 광과 데이터 이미지를 신호 광으로 변조한 신호 광을 서로 간섭시켜 간섭무늬로서 저장 매체에 기록한 홀로그램 데이터를 재생하여 픽셀의 왜곡을 보상하는 방법으로서, 재생 데이터 이미지와 테두리를 갖는 재생 이미지 프레임에서 상기 재생 데이터 이미지와 소정 위치에 삽입된 N×N의 얼라인 마크를 추출하는 과정과, 상기 추출된 N×N의 얼라인 마크를 이용하여 상기 재생 데이터 이미지 내 각 픽셀의 미스얼라인 정도를 검출하고, 이 검출 결과에 의거하여 미스얼라인 보정값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 미스얼라인 보정값에 의거하여 상기 재생 데이터 이미지의 픽셀 위치를 보정하고, 상기 픽셀 위치가 보정된 재생 데이터 이미지의 각 에지 위치값을 결정하며, 이 결정된 각 에지 위치값에 근거한 라인 데이터의 시작점 픽셀과 끝점 픽셀의 위치값을 결정하는 과정과, 상기 결정된 시작점 픽셀과 끝점 픽셀의 위치값에 의거하여 각 픽셀의 평균 배율 에러값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 평균 배율 에러값에 대응하는 기 설정된 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들을 이용하여 상기 추출된 재생 데이터 이미지의 각 픽셀 위치를 보상하는 과정을 포함하는 홀로그램 데이터의 재생 픽셀 보상 방법을 제공한다.According to another aspect of another aspect of the present invention, a distortion of a pixel is reproduced by reproducing hologram data recorded on a storage medium as an interference fringe by interfering signal light obtained by modulating a reference light and a data image into signal light. A method of compensating the method comprises: extracting an N × N alignment mark inserted at a predetermined position from the reproduction data image in a reproduction image frame having a reproduction data image and a border; Detecting a misalignment degree of each pixel in the reproduced data image by using the same; and calculating a misalignment correction value based on the detection result; and based on the calculated misalignment correction value. Correcting the pixel position of and determining the respective edge position values of the corrected playback data image. Determining a position value of a start point pixel and an end point pixel of the line data based on the determined edge position values, calculating a mean magnification error value of each pixel based on the determined position values of the start point pixel and the end point pixel; Compensating for the reproduction pixel of the hologram data comprising the step of compensating each pixel position of the extracted reproduction data image by using the misalignment compensation values of each pixel corresponding to the calculated average magnification error value. .
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.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 핵심 기술사상은, 왜곡이 발생한 픽셀 수만큼 데이터 이미지를 균등 분할하여 한 픽셀 단위로 왜곡 보상을 수행하는 전술한 종래 방식과는 달리, 재생 데이터 이미지의 4변 에지 위치(즉, 라인 데이터 및 라인간 데이터에 대한 픽셀의 시작점과 끝점 위치)값을 찾고, 4변 에지 위치값을 이용하여 각 픽셀의 평균 배율 에러값을 산출하며, 기 설정된 다수의 기준 평균 배율 에러값들 중 산출된 평균 배율 에러값에 대응하는 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들을 이용하여 추출된 재생 데이터 이미지의 각 픽셀 위치를 보상한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.First, the core technical idea of the present invention is that, unlike the aforementioned conventional method of equally dividing the data image by the number of pixels in which distortion occurs, and performing distortion compensation in units of pixels, the four-side edge position of the reproduction data image (that is, Finds the starting point and ending point of the pixel for line data and line-to-line data, calculates the average magnification error value of each pixel using the four-side edge position value, and calculates among a plurality of preset reference average magnification error values By compensating for each pixel position of the extracted reproduction data image by using misalignment compensation values of each pixel corresponding to the averaged magnification error value, it is easy to achieve the object of the present invention through such technical means. .
또한, 본 발명은, 산출된 평균 배율 에러값의 크기에 의거하여 재생 데이터 이미지의 영역을 소정 개수로 분할한 후 보상 방향성을 선택적으로 적용하는 방식으로 추출된 재생 데이터 이미지의 각 픽셀 위치를 보상하는 기술적 사상을 더 포함한다.In addition, the present invention provides a method for compensating for each pixel position of an extracted reproduction data image by dividing an area of the reproduction data image by a predetermined number based on the calculated average magnification error value and selectively applying compensation direction. It includes more technical ideas.
더욱이, 본 발명은, 재생 이미지 프레임에서 추출한 N×N의 얼라인 마크를 이용하여 재생 데이터 이미지 내 각 픽셀의 미스얼라인 정도를 검출하고, 이 검출 결과에 의거하여 미스얼라인 보정값을 산출하며, 산출된 미스얼라인 보정값에 의거하여 추출된 재생 데이터 이미지의 픽셀 위치를 보정하고, 픽셀 위치가 보정된 재생 데이터 이미지의 라인 데이터에 대한 시작점 픽셀과 끝점 픽셀의 위치값을 결정하도록 하는 기술적 사상을 더 포함한다.Further, the present invention detects the misalignment degree of each pixel in the reproduction data image using the N × N alignment mark extracted from the reproduction image frame, and calculates the misalignment correction value based on the detection result. The technical idea of correcting the pixel position of the extracted reproduction data image based on the calculated misalignment correction value and determining the position values of the starting point pixel and the ending point pixel with respect to the line data of the corrected reproduction data image It includes more.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀로그램 데이터의 재생 픽셀 보상 장치를 채용한 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템의 블록구성도이다.1 is a block diagram of a typical holographic reproduction system employing a pixel compensation device for reproduction of hologram data according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템은 스핀들 모터(102), 저장 매체(104), 판독 광 경로(106), 재생 광 경로(108), 이미지 검출 블록(110) 및 재생 픽셀 보상 블록(112)을 포함하는데, 여기에서 재생 픽셀 보상 블록(112)은 실질적인 본 발명의 재생 픽셀 보상 장치를 의미한다. 즉 본 발명의 재생 픽셀 보상 장치는 테두리/얼라인 마크 검출 블록(1121), 미스얼라인 보정값 산출 블록(1122), 픽셀 위치 결정 블록(1123), 픽셀 배율 에러값 산출 블록(1124), 픽셀 보상 방향 결정 블록(1125), 픽셀 보상 블록(1126) 및 룩업 테이블(127)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a typical holographic reproduction system includes a spindle motor 102, a storage medium 104, a read light path 106, a reproduction light path 108, an image detection block 110 and a reproduction pixel compensation block ( 112, where the reproduced pixel compensation block 112 means substantially the reproduced pixel compensation device of the present invention. In other words, the reproduction pixel compensation apparatus of the present invention includes an edge / align mark detection block 1121, a misalignment correction value calculation block 1122, a pixel positioning block 1123, a pixel magnification error value calculation block 1124, and a pixel. Compensation direction determination block 1125, pixel compensation block 1126, and lookup table 127.
즉, 본 발명의 재생 픽셀 보상 장치를 채용 가능한 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템은 스핀들 모터(102)에 의해 회전 구동되는 저장 매체(104)가 구비되고, 이러한 저장 매체(104)에는 기록된 홀로그램 데이터를 재생하는 데 필요한 판독 광이 저장 매체(104) 측으로 조사되는 판독 광 경로(106)와 판독 광의 조사를 통해 재생되는 데이터 이미지 광(즉, 2진 데이터의 바둑판 형상 무늬)이 출력되는 재생 광 경로(108)가 구비된다.In other words, a typical holographic reproducing system employing the reproducing pixel compensation device of the present invention is provided with a storage medium 104 which is rotationally driven by a spindle motor 102, and the storage medium 104 reproduces recorded hologram data. The read light path 106 through which the read light necessary for the light is irradiated to the storage medium 104 side and the reproduced light path 108 through which the data image light reproduced through the irradiation of the read light (that is, the checkered pattern of the binary data) are output. ) Is provided.
또한, 재생 광 경로(108) 측에는 이미지 검출 블록(110), 예를 들면 CCD 카메라가 구비되는데, 이러한 CCD 카메라는, 재생되는 이미지 광을 구성하는 각 픽셀을 n×n 픽셀(예를 들면, 3×3 픽셀)로 표현하여 출력하는 전술한 종래의 홀로그래픽 재생 시스템과는 달리, 1:1 픽셀 매칭 방식으로 광전 변환된 재생 이미지 프레임을 생성하여 재생 픽셀 보상 블록(112)내의 테두리/얼라인 마크 검출 블록(1121)으로 전달한다. 예를 들어, 데이터 이미지 광이 240×240의 해상도 사이즈와 3비트의 상하좌우 테두리를 가질 때 240×240의 재생 데이터 이미지와 상하좌우 3비트의 테두리를 포함하는 재생 이미지 프레임을 생성한다.In addition, an image detection block 110, for example, a CCD camera, is provided on the reproduction light path 108 side. The CCD camera includes n × n pixels (eg, 3 pixels) for each pixel constituting the image light to be reproduced. Unlike the conventional holographic reproduction system described above, which is represented by 3 pixels and outputs, the frame / alignment mark in the reproduction pixel compensation block 112 is generated by generating a photoelectrically converted reproduction image frame using a 1: 1 pixel matching method. Forward to detection block 1121. For example, when the data image light has a resolution size of 240 × 240 and three, top, bottom, left, and right edges, a playback image frame including a 240 × 240 playback data image and three, top, bottom, left, and right edges is generated.
한편, 테두리/얼라인 마크 검출 블록(1121)은 재생 이미지 프레임의 각 라인별 픽셀 총합 값을 이용하는 방식 등을 통해 재생 데이터 이미지의 테두리를 검출하고, 이 검출된 테두리 정보에 의거하여 재생 이미지 프레임에서 재생 데이터 이미지를 추출하며, 이와 같이 추출된 재생 데이터 이미지를 라인 L11을 통해 픽셀 위치 결정 블록(1123) 및 픽셀 보상 블록(1126)으로 각각 제공한다. 또한, 테두리/얼라인 마크 검출 블록(1121)은 재생 이미지 프레임의 소정 위치(예를 들면, 테두리 영역과 재생 데이터 이미지 영역의 경계 영역내 소정 위치, 테두리 영역 내 소정 위치 등)에 형성되어 있는 얼라인 마크를 추출하여 미스얼라인 보정값 산출 블록(1122)으로 제공한다.On the other hand, the edge / alignment mark detection block 1121 detects the edge of the reproduction data image by using a total pixel value of each line of the reproduction image frame, and the like in the reproduction image frame based on the detected edge information. The reproduction data image is extracted, and the reproduction data image thus extracted is provided to the pixel positioning block 1123 and the pixel compensation block 1126 through the line L11, respectively. In addition, the edge / alignment mark detection block 1121 is formed at a predetermined position (e.g., a predetermined position in the border region of the border region and the reproduction data image region, a predetermined position in the border region, etc.). The in mark is extracted and provided to the misalignment correction value calculating block 1122.
즉, 일 예로서 도 2에 도시된 바와 같이, 재생 이미지 프레임이 테두리 영역(202), 테두리 영역(202)과 재생 데이터 이미지 영역의 경계 영역(204), 재생 데이터 이미지 영역(206) 및 얼라인 마크(204a)를 포함한다고 가정할 때, 테두리/얼라인 마크 검출 블록(1121)에서는 재생 데이터 이미지 영역(206)에 들어 있는 재생 데이터 이미지를 추출하여 라인 L11 상에 제공하고, 예를 들면 경계 영역(204)에 삽입되어 있는 얼라인 마크(204a) 픽셀을 추출하여 미스얼라인 보정값 산출 블록(1122)으로 제공한다. 여기에서, 얼라인 마크(204a)는, 일 예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 2×2의 온/오프 서브 블록이 교번하는 형태를 갖는 4×4의 블록 사이즈를 가질 수 있다.That is, as an example, as shown in FIG. 2, the playback image frame includes the border area 202, the border area 204 of the border area 202 and the playback data image area, the playback data image area 206, and the alignment. Assuming the mark 204a is included, the edge / alignment mark detection block 1121 extracts the reproduced data image contained in the reproduced data image region 206 and provides it on the line L11, for example, the boundary region. The alignment mark 204a pixels inserted at 204 are extracted and provided to the misalignment correction value calculation block 1122. Here, the alignment mark 204a may have a block size of 4 × 4 having an alternate form of 2 × 2 on / off subblocks, as shown in FIG. 3 as an example.
다음에, 미스얼라인 보정값 산출 블록(1122)은, 4×4의 얼라인 마크 픽셀과 CCD 픽셀간을 매칭시켜 그 비매칭 여부를 검출하고, 일 예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 얼라인 마크 픽셀과 CCD 픽셀간에 비매칭이 발생할 때, off 픽셀 또는 on 픽셀의 미스얼라인된 얼라인 마크 주위 픽셀의 광량 정보를 이용하여 x방향 및 y방향의 미스얼라인 보정값을 산출한다. 도 3에 있어서, 미설명 참조번호 302는 CCD 픽셀을 나타낸다.Next, the misalignment correction value calculating block 1122 matches 4x4 alignment mark pixels and CCD pixels to detect whether they are mismatched, and as an example, as shown in FIG. When mismatching occurs between the in mark pixel and the CCD pixel, misalignment correction values in the x direction and the y direction are calculated by using light quantity information of pixels around the misaligned alignment mark of the off pixel or the on pixel. In Fig. 3, reference numeral 302, which is not described, denotes a CCD pixel.
예를 들어, 4×4의 얼라인 마크 픽셀과 CCD 픽셀간이, 일 예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 비매칭되었다고 가정할 때, 얼라인 마크(204a) 내 대각하는 방향의 두 개의 2×2 off 픽셀 서브 블록 또는 대각하는 방향의 두 개의 2×2 on 픽셀 서브 블록을 이용하여 x방향 및 y방향의 미스얼라인 보정값을 산출할 수 있는데, 일 예로서 두 개의 2×2 off 픽셀 서브 블록을 이용하여 x방향 및 y방향의 미스얼라인 보정값을 산출할 수 있다.For example, assuming that 4 × 4 alignment mark pixels and CCD pixels are mismatched, as shown in FIG. 3 as an example, two 2 × diagonal directions in the alignment mark 204a. A misalignment correction value in the x and y directions can be calculated using a 2 off pixel subblock or two 2 × 2 on pixel subblocks in diagonal directions. For example, two 2 × 2 off pixel subblocks can be calculated. The block may be used to calculate misalignment correction values in the x and y directions.
즉, 도 3의 좌상단 중심에 있는 off 픽셀의 광량값은 x1l(off 픽셀의 왼쪽)과 x1r(off 픽셀의 오른쪽)의 픽셀에서 각각 검출한 광량의 합과 같으며, 또한 y1l(off 픽셀의 아래쪽)과 y1r(off 픽셀의 위쪽)의 픽셀에서 각각 검출한 광량의 합과 같다. 따라서, x1l 및 x1r의 비율(X1)과 y1l 및 y1r의 비율(Y1)을 아래의 수학식 1 및 2와 같이 각각 구함으로써 좌상단에 있는 2×2 off 픽셀 서브 블록을 이용한 x방향 및 y방향에서의 미스얼라인을 산출할 수 있다.That is, the light quantity value of the off pixel at the center of the upper left of FIG. 3 is equal to the sum of the amounts of light detected from the pixels of x1l (left of the off pixel) and x1r (right of the off pixel), and y1l (the bottom of the off pixel). ) And y1r (above the off pixel) are equal to the sum of the amounts of light detected respectively. Accordingly, the ratio X1 of x1l and x1r and the ratio Y1 of y1l and y1r are obtained as shown in Equations 1 and 2, respectively, in the x direction and the y direction using the 2 × 2 off pixel subblock in the upper left corner. We can calculate the misalignment of.
마찬가지로, 도 3의 우하단 중심에 있는 off 픽셀의 광량값은 x2l(off 픽셀의 왼쪽)과 x2r(off 픽셀의 오른쪽)의 픽셀에서 각각 검출한 광량의 합과 같으며, 또한 y2l(off 픽셀의 아래쪽)과 y2r(off 픽셀의 위쪽)의 픽셀에서 각각 검출한 광량의 합과 같다. 따라서, x2l 및 x2r의 비율(X2)과 y2l 및 y2r의 비율(Y2)을 아래의 수학식 3 및 4와 같이 각각 구함으로써 우하단에 있는 2×2 off 픽셀 서브 블록을 이용한 x방향 및 y방향에서의 미스얼라인을 산출할 수 있다.Similarly, the light quantity value of the off pixel at the bottom right center of FIG. 3 is equal to the sum of the amount of light detected in the pixels of x2l (left of the off pixel) and x2r (right of the off pixel), and also y2l (off pixel of It is equal to the sum of the amounts of light detected in the pixels at the bottom) and y2r (the top of the off pixel), respectively. Therefore, x and y directions using the 2x2 off pixel subblock at the bottom right are obtained by obtaining the ratio X2 of x2l and x2r (X2) and the ratio of y2l and y2r (Y2) as shown in Equations 3 and 4, respectively. We can calculate the misalignment at.
그런 다음, X1과 X2의 평균을 구하고, 다시 Y1과 Y2의 평균을 구함으로써, x방향과 y방향에서의 미스얼라인(비매칭)을 검출할 수 있으며, 이러한 검출 결과에 의거하여 미스얼라인 보정값을 산출할 수 있으며, 이와 같이 산출되는 미스얼라인 보정값은 라인 L12를 통해 픽셀 위치 결정 블록(1123)으로 전달된다.Then, by calculating the average of X1 and X2 and calculating the average of Y1 and Y2 again, misalignment (unmatched) in the x and y directions can be detected, and based on the detection result, The correction value can be calculated, and the misalignment correction value thus calculated is transferred to the pixel positioning block 1123 through the line L12.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 4×4의 얼라인 마크 픽셀에서 2×2의 off 픽셀 서브 블록을 이용하여 픽셀의 미스얼라인을 검출하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 4×4의 얼라인 마크 픽셀에서 2×2의 on 픽셀 서브 블록을 이용할 수도 있으며, 이 경우 off 픽셀 서브 블록을 이용하는 것과 동일한 결과를 얻을 수 있음은 물론이다.Meanwhile, in the preferred embodiment of the present invention, the misalignment of the pixel is detected by using the 2 × 2 off pixel subblock in the 4 × 4 alignment mark pixel. However, the present invention is not limited thereto. Alternatively, a 2 × 2 on pixel subblock may be used in the 4 × 4 aligned mark pixel, and in this case, the same result as using the off pixel subblock may be obtained.
다음에, 픽셀 위치 결정 블록(1123)은 라인 L12를 통해 제공되는 미스얼라인 보정값(즉, x방향 및 y방향의 미스얼라인 보정값)에 의거하여, 라인 L11을 통해 제공되는 재생 데이터 이미지의 각 픽셀 위치를 보정(즉, 좌/우 방향으로의 픽셀 이동 및/또는 상/하 방향으로의 픽셀 이동)하고, 픽셀 위치가 보정된 재생 데이터 이미지의 라인 데이터에 대한 시작점 픽셀의 위치값과 끝점 픽셀의 위치값을 각각 결정하여 다음 단의 픽셀 배율 에러값 산출 블록(1124)으로 전달한다. 즉, 일 예로서 도 4에 도시된 바와 같이, 재생 데이터 이미지의 에지 위치값을 결정, 즉 라인 데이터의 x방향에서의 시작점 픽셀의 위치값 x_1 및 x_3과 끝점 픽셀의 위치값 x_2 및 x_4를 결정하고, 라인 데이터의 y방향에서의 시작점 픽셀의 위치값 y_1 및 y_3과 끝점 픽셀의 위치값 y_2 및 y_4를 결정한다. 이때, 재생 데이터 이미지에서 왜곡(distortion)이 발생하지 않았다면, x_1=x_3, x_2=x_4의 조건이 성립되고, y_1=y_2, y_3=y_4의 조건이 성립될 것이다.Next, the pixel positioning block 1123 is provided with the reproduction data image provided through the line L11 based on the misalignment correction value provided through the line L12 (that is, the misalignment correction value in the x direction and the y direction). Correct each pixel position of (i.e., move the pixel in the left / right direction and / or move the pixel in the up / down direction), and determine the position value of the starting point pixel relative to the line data of the corrected reproduction data image. The position values of the endpoint pixels are respectively determined and transferred to the next pixel magnification error value calculation block 1124. That is, as an example, as shown in Fig. 4, the edge position values of the reproduction data image are determined, that is, the position values x_1 and x_3 of the starting pixel in the x direction of the line data and the position values x_2 and x_4 of the end pixel are determined. Then, the position values y_1 and y_3 of the starting pixel in the y direction of the line data and the position values y_2 and y_4 of the ending pixel are determined. At this time, if no distortion occurs in the reproduction data image, the conditions x_1 = x_3, x_2 = x_4 will be established, and the conditions y_1 = y_2, y_3 = y_4 will be established.
이어서, 픽셀 배율 에러값 산출 블록(1124)에서는 픽셀 위치 결정 블록(1123)으로부터 제공되는 에지 위치값, 즉 시작점 픽셀과 끝점 픽셀의 위치값에 의거하여 다음의 수학식 5 및 6과 같이 x방향 배율 에러값(X_mag_error)과 y방향 배율 에러값(Y_mag_error)을 각각 산출한다.Subsequently, in the pixel magnification error value calculation block 1124, the magnification in the x-direction is obtained based on the edge position values provided from the pixel positioning block 1123, that is, the position values of the start pixel and the end pixel. The error value X_mag_error and the y-direction magnification error value Y_mag_error are respectively calculated.
이어서, 다음의 수학식 7 및 8과 같이 각 픽셀당 x방향 미스얼라인 정도(△x)와 y방향 미스얼라인 정도(△y)를 산출함으로써, 각 픽셀당 평균 배율 에러값을 산출하며, 이와 같이 산출된 각 픽셀당 평균 배율 에러값은 라인 L13을 픽셀 보상 블록(1126)으로 전달된다.Subsequently, the average magnification error value for each pixel is calculated by calculating the x-direction misalignment degree Δx and the y-direction misalignment degree Δy per pixel as shown in Equations 7 and 8, The average magnification error value for each pixel calculated in this way is transferred to the line L13 to the pixel compensation block 1126.
상기한 수학식 5 내지 수학식 8에 있어서, X_data_size는 x방향의 실제 데이터 사이즈를, x1은 x방향의 시작점 픽셀 위치값을, x2는 x방향의 끝점 픽셀 위치값을 각각 의미하고, Y_data_size는 y방향의 실제 데이터 사이즈를, y1은 y방향의 시작점 픽셀 위치값을, y3은 y방향의 끝점 위치값을 각각 의미한다.In Equations 5 to 8, X_data_size is the actual data size in the x direction, x1 is the starting pixel position value in the x direction, x2 is the ending pixel position value in the x direction, and Y_data_size is y. The actual data size in the direction, y1 means the starting point pixel position value in the y direction, and y3 means the end point position value in the y direction, respectively.
예를 들어, x_1이 1.4 픽셀이고, x_2가 101.3 픽셀이며, X_data_size가 100픽셀이라고 가정할 때, △x는 0.9 픽셀/100 = 0.009 픽셀이 된다. 즉, 각 픽셀당 평균 배율 에러값(즉, 미스얼라인 값)은 0.009 픽셀이 된다.For example, assuming that x_1 is 1.4 pixels, x_2 is 101.3 pixels, and X_data_size is 100 pixels, Δx becomes 0.9 pixels / 100 = 0.009 pixels. That is, the average magnification error value (i.e., misalignment value) per pixel becomes 0.009 pixels.
다음에, 픽셀 보상 방향 결정 블록(1125)에서는 픽셀 배율 에러값 산출 블록(1124)으로부터 제공되는 각 픽셀당 평균 배율 에러값(즉, 미스얼라인 값), 즉 누진적으로 합산(일 예로서, 도 5a에 도시된 바와 같이, △x, 2△x, 3△x, ----- )되는 미스얼라인 값의 크기에 의거하여 재생 데이터 이미지 영역의 구간을 소정 개수로 분할하며, 분할된 영역(데이터 구간)별로 보상 방향성을 달리하도록 하는 보상 방향 결정신호를 발생하여 라인 l14를 통해 픽셀 보상 블록(1126)으로 제공한다.Next, in the pixel compensation direction determination block 1125, the average magnification error value (i.e., misalignment value) per pixel provided from the pixel magnification error value calculation block 1124, i.e., progressively summed up (as an example, As shown in FIG. 5A, the sections of the playback data image region are divided into a predetermined number based on the magnitude of the misaligned values Δx, 2Δx, 3Δx, -----). A compensation direction determination signal for generating a different compensation direction for each region (data section) is generated and provided to the pixel compensation block 1126 through the line l14.
즉, 픽셀의 미스얼라인 값이 0.5(하프 픽셀)와 0 이 되는 지점(위치)을 판단하여 데이터 구간을 분할하는데, 일 예로서 △x는 상술한 바와 같이 0.009 픽셀이라고 가정할 때, 첫 번째 미스얼라인 값이 0.5 픽셀보다 커지는 지점(위치)은 x_1 + n_1 * △x＞0.5 이므로, n_1은 (0.5-x_1)/△x 보다 큰 최소 정수, 즉 n_1은 12(11.1111)가 된다. 또한, 두 번째로 미스얼라인 값이 0 이 되는 지점(위치)은 x_1 + n_2 * △x＞1.0 이므로, n_2는 (1.0-x_1)/△x 보다 큰 최소 정수, 즉 n_2는 67(66.6666)이 된다. 또한, 세 번째로 미스얼라인 값이 0.5보다 커지는 지점(위치)이 x_1 + n_3 * △x＞1.5 이므로, n_3은 (1.5-x_1)/△x 보다 큰 최소 정수, 즉 n_3은 123(123.2222)이 된다. 따라서, 데이터 이미지의 사이즈가 100픽셀이므로 n_3은 무시한다.That is, the data interval is divided by determining a point (position) at which the misalignment value of the pixel is 0.5 (half pixel) and 0. As an example, assuming that Δx is 0.009 pixels as described above, Since the point (position) where the misalignment value is larger than 0.5 pixels is x_1 + n_1 * Δx> 0.5, n_1 is a minimum integer larger than (0.5-x_1) / Δx, that is, n_1 is 12 (11.1111). Also, the second point (position) where the misalignment value becomes 0 is x_1 + n_2 * Δx> 1.0, so n_2 is the smallest integer greater than (1.0-x_1) / Δx, that is, n_2 is 67 (66.6666) Becomes Also, since the third point (position) where the misalignment value is larger than 0.5 is x_1 + n_3 * Δx> 1.5, n_3 is the smallest integer greater than (1.5-x_1) / Δx, that is, n_3 is 123 (123.2222) Becomes Therefore, n_3 is ignored because the size of the data image is 100 pixels.
따라서, 상기한 가정 값들을 고려할 때, 픽셀 보상 방향 결정 블록(1125)에서는 1번 픽셀 지점에서부터 11번 픽셀 지점, 12번 픽셀 지점에서부터 66번 픽셀 지점, 67번 픽셀 지점에서부터 100번 픽셀 지점을 각각 하나의 데이터 구간으로 분할하며, 분할된 데이터 구간은, 일 예로서 도 5b에 도시된 바와 같은 보상 방향을 달리하는 선택적인 보상 방향성을 갖게 된다. 즉, 1번 픽셀 지점에서부터 11번 픽셀 지점까지는 화살표 A의 보상 방향을 가지고, 12번 픽셀 지점에서부터 66번 픽셀 지점까지는 화살표 B의 보상 방향을 가지며, 다시 67번 픽셀 지점에서부터 100번 픽셀 지점까지는 화살표 A와 동일한 화살표 C의 보상 방향을 갖게 된다.Accordingly, in view of the above assumptions, the pixel compensation direction determination block 1125 selects the 11 pixel points from the 1 pixel point, the 66 pixel points from the 12 pixel points, and the 100 pixel points from the 67 pixel points, respectively. The data segment is divided into one data section, and the divided data section has an optional compensation direction to change the compensation direction as illustrated in FIG. 5B. That is, from the pixel point 1 to the pixel point 11 have the compensation direction of arrow A, the pixel direction from the 12 pixel point to the 66 pixel point has the compensation direction of arrow B, and again from the pixel point 67 to the 100 pixel point It has the same compensation direction as arrow C.
다음에, 픽셀 보상 블록(1126)에서는 라인 L13을 통해 제공되는 각 픽셀당 평균 배율 에러값이 제공될 때, 룩업 테이블(1127)을 검색하여 기 설정된 다수의 기준 평균 배율 에러값들 중 대응하는 기준 평균 배율 에러값을 결정하고, 이 결정된 기준 평균 배율 에러값들에 대응하여 설정된 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들을 이용하여, 라인 L11을 통해 제공되는 재생 데이터 이미지의 각 픽셀들에 대한 위치 보상을 수행한다. 이를 위하여, 룩업 테이블(1127)에는 기 설정된 다수의 기준 평균 배율 에러값들이 저장되어 있으며, 각 기준 평균 배율 에러값들은 순서열적으로 대응하는 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들이 저장되어 있다.Next, in the pixel compensation block 1126, when the average magnification error value for each pixel provided through the line L13 is provided, the lookup table 1127 is searched to find a corresponding reference among a plurality of preset reference average magnification error values. The average magnification error value is determined, and position compensation for each pixel of the reproduction data image provided through the line L11 is obtained by using the misalignment compensation values of each pixel set corresponding to the determined reference average magnification error values. To perform. To this end, a plurality of preset reference average magnification error values are stored in the lookup table 1127, and each reference average magnification error value stores misalignment compensation values of respective pixels in order.
따라서, 본 발명에 따르면, 오우버 샘플링 기법을 사용하지 않는, 1:1 픽셀 매칭을 통한 각 픽셀별 위치 보상을 통해 화질 열화를 억제할 수 있는 홀로그램 데이터의 재생을 실현할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to realize the reproduction of the hologram data that can suppress the deterioration of image quality through position compensation for each pixel through 1: 1 pixel matching without using an over sampling technique.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 왜곡이 발생한 픽셀 수만큼 데이터 이미지를 균등 분할하여 한 픽셀 단위로 왜곡 보상을 수행하는 전술한 종래 방식과는 달리, 재생 데이터 이미지의 4변 에지 위치값을 찾고, 4변 에지 위치값을 이용하여 각 픽셀의 평균 배율 에러값을 산출하며, 기 설정된 다수의 기준 평균 배율 에러값들 중 산출된 평균 배율 에러값에 대응하는 각 픽셀의 미스얼라인 보상값들을 이용하여 추출된 재생 데이터 이미지의 각 픽셀 위치를 보상함으로써, 오우버 샘플링을 사용하는 종래 방법과 비교해 볼 때, 홀로그래픽 재생 시스템의 경박단소화 및 저가격화를 실현할 수 있을 뿐만 아니라 데이터 처리를 위한 전달 속도의 저하 문제 및 저장 용량의 손실 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, unlike the above-described conventional method of equally dividing the data image by the number of pixels in which distortion has occurred and performing distortion compensation in units of pixels, the 4-side edge position value of the reproduction data image is found. The average magnification error value of each pixel is calculated using the four-side edge position value, and the misalignment compensation value of each pixel corresponding to the calculated average magnification error value among a plurality of preset reference average magnification error values is used. By compensating the position of each pixel of the extracted playback data image, it is possible to realize the thin and short and low price of the holographic playback system as well as the transfer speed for data processing, as compared with the conventional method using over-sampling. It is possible to effectively prevent the problem of deterioration and the loss of storage capacity.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀로그램 데이터의 재생 픽셀 보상 장치를 채용한 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템의 블록구성도,1 is a block diagram of a typical holographic reproduction system employing a pixel compensation device for reproducing hologram data according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 2는 데이터 이미지 영역과 테두리 영역을 갖는 한 페이지의 재생 이미지 프레임의 예시도,2 is an exemplary diagram of a one-page playback image frame having a data image area and a border area;
도 3은 얼라인 마크 픽셀과 CCD 픽셀이 비매칭되는 경우의 일 예를 도시한 예시도,3 is an exemplary diagram illustrating an example where an alignment mark pixel and a CCD pixel are mismatched;
도 4는 재생 이미지 프레임에서 추출한 재생 데이터 이미지의 예시도,4 is an exemplary diagram of a playback data image extracted from a playback image frame;
도 5a는 본 발명에 따라 일 예로서 재생 이미지에서 확대 에러가 검출될 때, 누진적으로 배율 에러 값이 증가하는 픽셀 배율 에러의 발생을 설명하기 위한 예시도,5A is an exemplary view for explaining occurrence of a pixel magnification error in which magnification error values progressively increase when an magnification error is detected in a reproduced image as an example according to the present invention;
도 5b는 픽셀 배율 에러 값이 누진적으로 증가할 때 한 픽셀의 중간 위치를 기준으로 보상 방향을 변경하는 경우를 설명하기 위한 예시도,5B is an exemplary diagram for describing a case in which a compensation direction is changed based on an intermediate position of one pixel when the pixel magnification error value gradually increases.
도 6은 전형적인 종래의 오우버 샘플링 기법을 채용한 전형적인 홀로그래픽 재생 시스템의 블록구성도,6 is a block diagram of a typical holographic reproduction system employing a typical conventional overburden sampling technique;
도 7은 종래 방법에 따라 3×3 오우버 샘플링을 통해 재생 데이터 이미지를 추출하는 과정을 설명하기 위한 재생 데이터 이미지의 예시도.Fig. 7 is an illustration of a playback data image for explaining a process of extracting a playback data image through 3x3 over sampling according to a conventional method.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
1121 : 테두리/얼라인 마크 검출 블록1121: border / align mark detection block
1122 : 미스얼라인 보정값 산출 블록1122: misalignment correction value calculation block
1123 : 픽셀 위치 결정 블록1123: pixel positioning block
1124 : 픽셀 배율 에러값 산출 블록1124: pixel magnification error value calculation block
1125 : 픽셀 보상 방향 결정 블록1125: pixel compensation direction determination block
1126 : 픽셀 보상 블록1126: pixel compensation block
1127 : 룩업 테이블1127: Lookup Table
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