KR20080006138A - 데이터 기록 재생방법, 데이터 재생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터 기록 재생방법 및 데이터 재생장치에 관해 개시된다.

본 발명에 따른 데이터 재생방법은 데이터가 포함된 재생광으로부터 이미지가 획득되는 단계와, 상기 획득된 이미지에서 재생이미지를 추출하기 위해 에지디텍션 하는 단계와, 상기 추출된 재생이미지를 특정 형태의 이미지로 변환하는 단계와, 상기 변환된 재생이미지로부터 데이터를 복원하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 데이터 재생장치는 재생광으로부터 이미지를 획득하는 이미지 획득부와, 상기 획득된 이미지로부터 재생이미지를 추출하기 위한 에지디텍션부와, 상기 추출된 재생이미지를 특정 형태로 변환하는 메트릭스 변환부와, 상기 변환된 재생이미지로부터 데이터를 재생하는 복원부를 포함한다.

본 발명에 따른 데이터 기록방법은 제1광에 데이터와 데이터 재생시 재생이미지를 특정 형태로 변환하는데 사용되는 식별표시가 포함되도록 변조하는 단계와, 상기 제1광이 기록매체의 기록층에 입사되는 단계와, 상기 제1광과 간섭되도록 제2광이 입사되는 단계와, 상기 제1광과 제2광의 간섭에 의해 상기 기록층에 데이터와 상기 식별표시가 기록되는 단계를 포함한다.

데이터, 기록, 재생, 재생이미지

Description

데이터 기록 재생방법, 데이터 재생장치{Data recording and reproducing method, Data reproducing apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 데이터 기록 및 재생장치를 개략적으로 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 데이터 재생장치를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 데이터 재생방법을 나타내는 흐름도.

도 4는 이미지센서로부터 획득된 이미지를 나타내는 도면.

도 5는 획득된 이미지에 과대 명암비를 준 후의 이미지를 나타내는 도면.

도 6은 공간 저주파 필터링을 거친 재생이미지를 나타내는 도면.

도 7은 재생이미지에 포함된 특정의 3개의 식별영역의 위치 정보가 표시된 것을 나타내는 도면.

도 8은 특정 형태로 재형성된 재생이미지를 나타내는 도면.

도 9는 임계값이 적용되어 재생성된 재생이미지를 나타내는 도면.

도 10은 히스토그램 분석방법을 설명하는 도표.

본 발명은 데이터 기록 재생방법 및 데이터 재생장치에 관해 개시된다.

데이터가 기록되는 기록매체의 대표적인 예로서, CD(Compact Disc)와 DVD(Digital Versatile Disc)를 들 수 있다. CD와 DVD는 레이저 광원으로부터 방출된 광의 스폿을 이용하여 데이터를 저장하는 기록매체이다.

CD나 DVD는 피치(Pitch) 간격을 조정하거나 기록 레이어를 증가시키는 방식으로 저장용량을 증가시키는 방식을 사용하나, 물리적인 한계로 인하여 더 이상 저장용량의 증가시키는 것이 불가능하다.

한편, 멀티미디어 기술의 발달에 따라 많은 용량의 데이터를 저장할 수 있는 기록매체와, 이러한 기록매체에 데이터를 저장할 수 있는 데이터 기록장치 및 상기 기록매체를 재생할 수 있는 데이터 재생장치가 요구되고 있다.

이에 따라, 최근 들어서는 홀로그램을 이용한 데이터 기록 및 재생장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

상기 홀로그램을 이용한 데이터 기록 및 재생장치는 빛의 회절 및 간섭효과를 이용하여 저장매체 내부에 정보를 기록 및 재생하는 것으로서, 일반적으로 시그널 빔(signal beam)과 레퍼런스 빔(reference beam)의 간섭으로 발생하는 간섭무늬를 이용한다.

즉, 기록 매체에 시그널 빔(signal beam)과 레퍼런스 빔(reference beam)을 조사하면, 상기 시그널 빔과 레퍼런스 빔의 간섭으로 간섭 무늬를 만들게 되고, 이렇게 형성된 간섭 무늬(즉, 홀로그램 데이터)가 상기 저장매체에 기록된다. 그리고, 상기 간섭 무늬가 저장된 저장매체에 레퍼런스 빔을 조사하면, 상기 저장매체 에 저장된 간섭 무늬가 재현되어, 기록된 데이터가 재생된다.

이때, 기록 매체에 기록된 홀로그램 데이터는 기록 과정에서 사용된 레퍼런스 빔으로만 읽어낼 수 있고, 기록시에 사용된 레퍼런스 빔과 파장 또는 위상이 다른 레퍼런스 빔으로는 읽어 내지 못하고, 기록 매체 안에 기록된 홀로그램 데이터를 통과하게 된다.

이와 같은 홀로그램 성질을 이용하여 각각 다른 레퍼런스 빔으로 기록 매체의 같은 장소에 많은 홀로그램 데이터를 기록함으로써, 작은 기록 매체 내부에 방대한 데이터를 저장하는 것이 가능해 진다.

그러나, 이와 같은 홀로그램을 이용한 저장장치에 있어서, 기록된 데이터를 재생할 때에는 BER(Bit Error rate, 원본 대비 복원 실패율)을 저하시켜야만 데이터의 손실 없이 재생이 가능하다.

BER를 개선하기 위해서는 이미지 센서에 회전, 병진, 뒤틀림이 없이 선명한 상이 맺혀야 하지만, 실제 시스템에서는 다소의 회전, 병진, 영상 뒤틀림이 발생한다. 따라서, 종래에는 이를 보상해주기 위해 이미지 센서에 액츄에이팅(actuating)부를 두어 센서 위치 보정을 해주고 있다.

그러나, 이와 같이 이미지 센서를 외부 하드웨어에서 실시간 구동을 하는 경우, 재생 시간이 매우 오래 걸리며 데이터 페이지 복원 후 최적의 각도, 위치를 찾기 위한 별도 서보(servo) 작동을 하여야 하는 등의 부가적인 장치가 필요하다는 점에서, 데이터 재생장치의 크기가 커지는 문제가 있다.

본 발명은 기록매체에 기록된 데이터를 재생하는 경우, BER를 개선할 수 있는 데이터 재생장치 및 재생방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 기록매체에 기록된 데이터를 재생할 때 BER를 개선하면서도 데이터 재생장치의 크기를 작게 할 수 있도록, 이미지 센서에 별도의 서보를 두지 않고 최적의 BER를 얻을 수 있는 데이터 재생방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 데이터 재생시마다 획득된 이미지를 소프트웨어적으로 처리하게 됨으로써, 최적의 BER를 얻을 수 있는 시간을 향상시킬 수 있는 데이터 재생방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 데이터 재생시 재생이미지를 특정 형태로 변환하는데 사용되는 식별표시를 포함하는 데이터 기록방법을 제공하고자 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 사상에 따른 구체적인 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 첨부되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 데이터 기록 및 재생 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 기록 및 재생 장치에는 광원(10)에서 발생된 광을 차단하거나 통과시키는 셔터(20)와, 상기 셔터(20)로부터 입사된 광을 제1광과 제2광으로 분리하는 광 분리기(30)와, 상기 제1광의 경로(S1)와, 상기 제2광의 경로(S2)와, 상기 제1광과 제2광의 간섭으로 발생된 홀로그램 데이터(즉, 간섭무늬)가 기록되는 기록 매체(40)가 포함된다.

상세하게는, 상기 광원(10)은 405nm 또는 532nm의 파장의 광을 방출하는 레이저 다이오드가 사용될 수 있으며, 상기 광 분리기(30)는 입사된 광을 편광 방향에 따라 광을 투과하거나 반사함으로써 광을 분리하는 PBS(Polarization Beam Splitter)가 사용될 수 있다.

여기서, 상기 제1광은 정보가 포함되는 광이고, 상기 제2광은 상기 기록매체(40)에 간섭을 일으키기 위한 간섭광이거나 상기 기록매체(40)에 저장된 데이터를 재생하기 위한 광을 말한다.

또한, 상기 셔터(20)는 온(On)/오프(Off) 작동을 하여 상기 광원(10)에서 방출된 광이 단속적으로 통과될 수 있도록 한다. 이때, 상기 셔터(20)를 구비하지 않고, 상기 광원(10)을 온/오프 제어함으로써, 광의 진행을 제어할 수도 있다. 그러면, 본 발명에 따른 데이터 기록 및 재생장치는 데이터 기록 및 재생시에 페이지 단위로 저장되거나 재생되도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1광의 경로(S1)에는 상기 광 분리기(30)로부터 분리된 제1광에 기록하고자 하는 입력 데이터를 실어 주는 공간 광 변조기(SLM : Spatial Light Modulator)(50)가 포함된다.

상세하게는, 상기 공간 광 변조기(50)는 LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 패널로 형성될 수 있으며, 상기 광 분리기(30)를 통과한 제1광에 입력 데이터, 즉 페이지 단위로 저장되는 데이터를 실어준다.

이때, 상기 제1광에는 데이터 재생시 획득된 이미지를 특정형태로 변환시키는데 사용되는 식별표시가 포함된다. 상기 식별표시는 알려진 특정의 3개의 식별영역 또는 그 이상의 식별영역으로 표시될 수 있다. 상세한 설명은 후술한다.

그리고, 상기 공간 광 변조기(50)로부터 출력된 제1광은 상기 기록매체(40)로 입사된다. 따라서, 상기 제1광의 경로(S1)는 홀로그램 데이터의 기록시에 필요로 하는 제1광을 상기 기록매체(40)에 제공하는 기능을 한다.

또한, 상기 제2광의 경로(S2)에는 상기 제2광의 진행경로를 변화시키는 액츄에이터(60)가 포함된다. 상세하게는, 상기 액츄에이터(60)는 기록시 또는 재생시에 상기 광 분리기(30)에서 분리된 제2광이 소정의 입사위치와 입사각으로 상기 기록매체(40)에 입사되도록 상기 제2광의 진행경로를 변화시킨다.

따라서, 상기 제2광의 경로(S2)는 데이터의 기록시 또는 재생시에 필요로 하는 기록용 또는 재생용 제2광을 상기 기록매체(40)에 제공하는 기능을 한다.

또한, 상기 기록매체(40)는 상기 공간 광 변조기(50)로부터 입사되는 제1광과 상기 액츄에이터(60)로부터 입사된 제2광이 서로 교차되는 광로상에 위치하며, 상기 제1광과 제2광의 간섭으로 발생된 간섭무늬가 기록되고, 상기 제2광의 조사로 기록된 간섭무늬가 복원 출력된다.

이때, 상기 간섭무늬에는 제1광에 포함된 데이터뿐만 아니라 데이터 재생시 획득된 이미지를 특정형태로 변환시켜주기 위한 식별표시가 포함된다.

또한, 본 발명에 따른 데이터 기록 및 재생장치에는 이미지센서(70)가 포함 되는데, 상기 이미지센서(70)는 재생시 상기 기록매체(40)로 입사되어 간섭무늬를 지난 제2광(이하, 재생광)의 광로상에 위치하며, 상기 재생광으로부터 데이터를 복원한다.

상세하게는, 상기 이미지센서(70)에 재생광이 맺히게 되면, 상기 기록매체(40)에 저장된 데이터와 식별표시가 포함된 이미지가 획득되는데, 상기 이미지 센서(70)는 상기 이미지를 원래의 전기 신호로 변환하여 데이터를 복원한다. 일반적으로, 상기 이미지센서(70)로는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)센서가 사용될 수 있다.

다음으로, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 데이터 기록 및 재생 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 상기 광원(10)에서 발생된 레이저 광은 상기 셔터(20)를 통과하여 광 분리기(30)에서 제2광과 제1광으로 분리된다.

또한, 상기 광 분리기(30)에서 분리된 제1광은 상기 공간 광 변조기(50)로 입사되어, 기록하고자 하는 데이터와 식별표시가 페이지 단위로 기록된 후 기록매체(40)로 입사된다.

또한, 상기 광 분리기(30)에서 분리된 제2광은 상기 엑츄에이터(60)에 의해 소정의 위치로 변화되어, 상기 기록매체(40)로 입사된다.

그러면, 상기 제1광과 상기 제2광은 상기 기록매체(40) 내부에서 간섭을 일으키고, 이때 발생된 간섭무늬가 상기 기록매체(40)에 기록됨으로써, 기록하고자 하는 데이터와 식별표시가 기록된다.

상기와 같이 하나의 페이지가 기록된 후, 다음 페이지에서는 위치를 조금 달리하는 제2광이 적용된다. 즉, 데이터의 첫 페이지를 기록매체(40)에 기록한 후, 광원(10)으로부터 발생된 레이저 광이 셔터(20)에 의해 순간적으로 차단되었다가 다시 통과될 때, 제2광의 위치를 다르게 하여 새로운 데이터 페이지를 기록매체(40)에 기록하게 된다.

여기서, 상기 제2광은 각각의 페이지에 상응하도록 하기 위하여, 상기 엑츄에이터(60)에 의해 상기 제2광의 입사 위치가 조금씩 다르게 형성됨으로써, 각각 다른 위치에 상기 기록매체(40)로 입사될 수 있다.

따라서, 각 페이지의 기록시마다 제2광의 위치를 변화시키는 과정을 반복함으로써, 데이터를 상기 기록매체(40) 내부에 중첩 기록할 수 있게 되어, 고용량의 데이터 기록이 가능해진다.

또한, 상기 기록매체(40)에 기록된 데이터를 재생하기 위해서는 제2광만을 상기 기록매체(40)에 입사시키면 된다. 여기서, 재생시에 상기 기록매체(40)에 입사되는 제2광은 기록시에 입사된 제2광과 동일한 위치로 입사되어야 하는데, 이는 상기 액츄에이터(60)에 의해 조절될 수 있다.

한편, 기록시의 제2광의 위치와 동일한 위치에 제2광이 상기 기록매체(40)에 조사되면, 상기 기록매체(40)에 기록된 간섭무늬를 지난 제2광은 상기 기록매체(40)에 저장된 데이터와 식별표시가 포함된 재생광으로 변환된다.

그리고, 상기 재생광이 상기 이미지 센서(70) 위에 비추어지면, 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬의 이미지가 획득되고, 상기 이미지가 전기 신호 로 변환됨으로써, 원래의 기록된 데이터는 재생될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 데이터 재생장치를 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 재생장치는 상기 재생광으로부터 이미지를 획득하는 이미지 획득부(100), 상기 획득된 이미지에서 재생이미지를 추출하기 위한 에지디텍션부(edge detection)부(110), 상기 추출된 재생이미지로부터 노이즈(noise)를 제거하는 필터(120), 상기 필터(120)를 통과한 재생이미지를 특정의 형태로 변환해주는 메트릭스 변환부(130), 상기 변환된 재생이미지를 2진 데이터로 변환하는데 기준이 되는 임계값(threshold)을 산출하는 임계값 산출부(140), 상기 임계값을 기준으로 상기 재생이미지를 2진 데이터로 변환하여 원래의 데이터를 재생하는 복원부(150)를 포함한다.

상세하게는, 상기 이미지 획득부(100)는 이미지 센서(70)에 의해 기록매체(40)에 저장된 데이터와 식별표시가 포함된 재생광으로부터 이미지를 획득한다.

여기서, 상기 획득된 이미지는 각각의 픽셀의 명암이 명확하지 않은 가공되지 않은(raw) 이미지이다.

또한, 상기 에지디텍션부(110)는 상기 획득된 이미지에 대해 과대 명암비를 주어 상기 재생이미지의 에지(edge)를 파악하여 상기 획득된 이미지로부터 재생이미지를 추출한다.

여기서, 상기 재생이미지는 데이터와 식별표시가 포함된 이미지이고, 상기 재생이미지의 에지를 기준으로 외부에는 데이터가 포함되지 않는 어두운 부분에 해당한다.

또한, 상기 필터(120)는 공간 저주파수 필터링(low spatial frequence filtering)하여 상기 에지디덱션부(110)에 의해 추출된 재생이미지로부터 노이즈를 제거한다.

그러면, 상기 재생이미지의 각각의 픽셀의 명암은 상기 이미지센서(70)에 의해 획득된 가공되지 않은(raw) 이미지보다 선명해진다.

또한, 상기 메트릭스 변환부(130)는 상기 재생이미지에 포함된 식별표시로부터 상기 재생이미지를 특정형태로 변환시켜준다.

여기서, 상기 식별표시는 특정의 3개의 식별영역으로서, 기록시에 데이터와 함께 기록되고 재생시 재생광에 포함되어 상기 재생이미지에 포함된다.

그러면, 상기 재생이미지에 포함된 특정의 3개의 식별영역을 찾아서 그 위치에 대한 정보를 획득하고, 알려진 특정의 3개의 식별영역의 위치정보와 상기 재생이미지에 포함된 특정의 3개의 식별영역의 위치에 대한 정보를 비교하여 크기 및 각도 등을 변환하면, 상기 재생이미지는 데이터가 재생될 수 있도록 특정 형태로 변환될 수 있다.

다만, 본 실시 예에서 상기 식별표시는 특정의 3개의 식별영역이 사용되었으나, 그 이상의 식별영역이 사용될 수도 있다. 만약 3개 이상의 특정의 식별영역이 사용된다면, 상기 재생이미지는 데이터가 재생되기 위한 특정 형태로 더욱 정확하게 변환될 수 있다.

이는 특정의 식별영역의 위치에 대한 정보를 비교할 때 사용되는 식별영역이 많으면 많을수록 크기 및 각도 등이 더욱 정확하게 변환될 수 있기 때문이다.

또한, 상기 임계값 산출부(140)는 상기 변환된 재생이미지 각각의 픽셀의 명암으로부터 0 또는 1의 2진 데이터 값으로 변환시켜주기 위한 임계값을 산출한다.

상기 변환된 재생이미지 각각의 픽셀 중에는 명확하지 않은 흐린 명암을 가지는 픽셀들이 다수 존재하게 되는데, 상기 임계값은 흐린 명암을 가지는 픽셀들에 0 또는 1의 2진 데이터 값으로 변환시켜주기 위한 기준값이 된다.

본 실시 예에서는 상기 임계값을 산출하는 방법으로서 히스토그램 분석방법을 사용한다. 상세한 설명은 후술한다.

또한, 상기 복원부(150)는 상기 임계값을 기준으로 상기 변환된 재생이미지 각각의 픽셀에 0 또는 1의 2진 데이터 값으로 변환시켜줌으로써, 상기 변환된 재생이미지로부터 데이터를 재생한다.

그러면, BER가 줄어들게 되어 원본 데이터의 손실 없이 데이터가 재생될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 재생장치에 의하면, BER를 줄여 원본 데이터의 손실 없이 데이터가 재생될 수 있을 뿐만 아니라, 스프트웨어적으로 처리하여 BER를 개선하기 때문에, 재생장치의 크기가 작아질 수 있고, 최적의 BER를 얻을 수 있는 시간은 줄어들 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 데이터 재생방법을 나타내는 흐름도이고, 도 4 내지 도 9는 각각의 단계를 거친 이미지를 나타내는 도면이고, 도 10은 히스토그램 분석방법을 설명하는 도표이다.

이하에서는, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 데이터 재생방법을 상세히 설명한다.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 재생방법은 이미지 획득 단계(S200), 에지디텍션(edge detection) 단계(S210), 공간 저주파수 필터링(low spatial frequence filtering) 단계(S220), 매트릭스 변환 단계(S230), 임계값 산출 단계(S240), 복원 단계(S250)가 포함된다.

상세하게는, 상기 이미지 획득 단계(S200)는 이미지센서(70)로부터 이미지를 획득하는 단계이다. 여기서, 획득된 이미지는 가공되지 않은(raw) 이미지이다.

도 4는 상기 획득된 이미지를 나타내는 도면이다. 도 4에서 보이는 바와 같이, 상기 이미지 센서(70)로부터 획득된 가공되지 않은(raw) 이미지는 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬가 선명하지 않게 나타난다.

상세하게는, 상기 획득된 이미지에는 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬가 없는 어두운 부분에 해당하는 외곽부(101)와 노이즈에 해당하는 빗살무늬 형태의 상(102)이 포함되고, 각각의 픽셀은 흐리게 나타난다.

이는 실제의 데이터 재생장치에서 다소의 회전, 병진, 영상 뒤틀림 등의 현상이 발생하여 상기 이미지 센서(70)에 선명한 상이 맺히지 않기 때문이다.

여기서, 상기 외곽부(101)와 빗살무늬 형태의 상(102)은 재생하고자 하는 데이터와 무관한 것으로서 제거되어야 할 부분에 해당하고, 각각의 픽셀의 명암은 선명하게 나타나도록 재조정될 필요가 있다.

또한, 상기 에지디텍션 단계(S210)는 상기 획득된 이미지로부터 재생이미지를 추출하는 단계로서, 상기 획득된 이미지에 과대 명암비를 주어 재생이미지의 에 지(edge)를 명확하게 드러나도록 하여 재생이미지를 추출한다.

도 5는 획득된 이미지에 과대 명암비를 준 후의 이미지를 나타내는 도면이다. 도 5에서 보이는 바와 같이, 상기 획득된 이미지에 과대 명암비를 주게 되면, 상기 외곽부(101)와 재생이미지의 경계에 해당하는 에지(edge) 부분이 명확하게 드러난다.

따라서, 상기 획득된 이미지로부터 재생이미지를 추출할 수 있다.

또한, 상기 공간 저주파수 필터링 단계(S220)는 상기 빗살무늬 형태의 상(102)과 같은 노이즈를 제거하기 위해 상기 재생이미지를 공간 저주파수 필터링 하는 단계이다.

도 6은 공간 저주파 필터링을 거친 재생이미지를 나타내는 도면이다. 도 6에서 보이는 바와 같이, 상기 재생이미지를 공간 저주파수 필터링 하면, 상기 빗살무늬 형태의 상(102)과 같은 노이즈가 제거될 수 있다.

따라서, 상기 재생이미지는 상기 이미지센서(70)로부터 획득된 이미지보다 선명해진다.

또한, 상기 메트릭스 변환 단계(S230)는 상기 재생이미지에 포함된 식별표시, 즉 특정의 3개의 식별영역의 위치에 대한 정보로부터 특정 형태의 이미지로 변환하는 단계이다.

도 7은 상기 재생이미지에 포함된 특정의 3개의 식별영역의 위치 정보가 표시된 것을 나타내는 도면이다.

도 7에서 보이는 바와 같이, 상기 재생이미지에 포함된 특정의 3개의 식별영 역(131)을 찾아서 위치에 대한 정보를 획득하고, 알려진 특정의 3개의 식별영역의 위치에 대한 정보와 상기 재생이미지에 포함된 특정의 3개의 식별영역(131)의 위치에 대한 정보를 비교하여 크기 및 각도 등을 변환하면, 상기 재생이미지는 데이터가 재생될 수 있도록 특정 형태로 변환될 수 있다.

예를 들어, 특정 형태의 재생이미지를 A 라고 하고, 변환되기 전의 재생이미지 A'라고 한다면, A'=[M]*A 라는 식이 성립한다. 여기서, 메트릭스 [M]은 상기 특정의 3개의 식별영역(131)의 위치 비교를 통해 알 수 있다.

그러면, 특정 형탱의 재생이미지는 A=[M]'A' 라는 식을 통해 변환될 수 있다. 여기서 [M]'는 [M]의 역변환 메트릭스를 나타낸다.

따라서, 상기 재생이미지에 포함된 특정의 3개의 식별영역(131)의 위치에 대한 정보와 알려진 특정의 3개의 식별영역의 위치에 대한 정보를 비교하면, 크기와 각도 등이 얼마나 변경되었는지를 알 수 있고, 그에 따라 상기 재생이미지는 특정 형태의 재생이미지로 변환될 수 있다.

도 8은 특정 형태로 재형성된 재생이미지를 나타내는 도면이다. 도 8에서 보이는 바와 같이, 상기 재생이미지는 크기 및 각도가 변환되어 데이터를 재생할 수 있는 특정 형태로 변환될 수 있다.

또한, 상기 임계값 산출 단계(S240)는 상기 메트릭스 변환된 재생이미지 각각의 픽셀을 0 또는 1의 2진 데이터 값으로 변환할 때 기준이 되는 임계값을 산출하는 단계이다.

도 8에서 보이는 바와 같이, 상기 메트릭스 변환된 재생이미지 각각의 픽셀 의 명암은 명확하지 않고 흐리게 나타남을 알 수 있다.

그러나, 상기 재생이미지 각각의 픽셀을 2진 데이터 값으로 변환시킬 때, 상기 재생이미지 각각의 픽셀의 명암이 선명하지 않으면 0 또는 1의 2진 데이터 값으로 정확하게 변환시킬 수 없다.

따라서, 도 8의 재생이미지의 전체적인 밝기를 기준으로 임계값을 산출하고, 상기 임계값을 기준으로 상기 이미지의 각각의 픽셀을 0 또는 1의 2진 데이터 값으로 정확히 변환시킴으로서, 데이터의 재생이 가능하다.

상기 임계값 산출 방법으로서 본 발명에 따른 실시 예에서는 히스토그램 분석방법을 사용한다. 다만, 본 발명에 따른 데이터 재생방법은 상기 임계값 산출 방법으로서 상기 히스토그램 분석방법에 한정되지 않으며, 상기 이미지의 각각의 픽셀을 2진 데이터 값으로 정확하게 변환하기 위한 임계값 산출 방법은 다른 방법이 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

도 10은 히스토그램 분석방법을 설명하는 도표이다.

히스토그램이란, 화상에 대하여 각 명암의 레벨마다 그 명암 레벨을 갖는 픽셀의 수, 또는 모든 픽셀 수에 대한 비율을 표시한 함수를 말하는 것으로서, 통상 X축에 명암치, Y축에 픽셀 수를 취한 막대 그래프로 표시한다.

이하에서는, 도 10을 참조하여 히스토그램 분석방법을 상세히 설명한다.

먼저, 도 8의 재생이미지 모든 픽셀의 명암을 밝기에 따라 히스토그램에 나타낸다.

그러면, 상기 각각의 픽셀의 명암 중에는 정확하게 2진 데이터 값으로 변환 될 수 있는 선명한 픽셀(0 또는 1의 2진 데이터 값)과, 상기 0 또는 1 중 어느 값으로 변환될지 불명확한 명암을 가지는 픽셀이 존재한다.

이때, 도 10에서 보이는 바와 같이, 상기 히스토그램에는 밸리(valley)(241)에 해당하는 값이 존재하게 된다.

여기서, 상기 밸리값을 임계값(threshold)으로 산출한다. 그러면, 상기 임계값보다 어두운 명암을 가진 픽셀의 2진 데이터 값은 0으로 변환할 수 있고, 상기 임계값보다 밝은 명암을 가진 픽셀의 2진 데이터 값은 1로 변환할 수 있다.

도 9는 상기 임계값이 적용되어 재생성된 재생이미지를 나타내는 도면이다.도 9에서 보이는 바와 같이, 상기 임계값을 기준으로 상기 각각의 픽셀의 명암을 명확하게 재생성하면, 상기 재생이미지는 선명한 명암을 가진 픽셀로 재생성될 수 있어서, 도 8의 재생이미지보다 선명해 진다.

그러면, 상기 재생이미지 각각의 픽셀을 정확한 2진 데이터 값으로 변환시킬 수 있게 되어, 데이터의 재생이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 데이터 재생방법에 의하면, 별도의 서보에 의하지 않고 단지 소프트웨어적으로 처리하여 BER를 줄일 수 있기 때문에, 작은 크기의 재생장치로 원본 데이터의 손실 없이 데이터를 재생할 수 있다.

다만, 상기와 같은 히스토그램 분석방법을 거쳐서 산출된 임계값은 그 자체로 어느 정도의 에러를 포함하고 있기 때문에, BER를 더욱 개선하기 위해서는 상기 임계값의 정확도를 높일 필요가 있다.

상기 임계값의 정확도를 높이기 위해서는 상기 히스토그램 분석방법을 반복 하면 된다.

즉, 도 8의 재생이미지의 시작위치를 X,Y축으로 미세이동하여 상기 히스토그램 분석방법의 과정을 반복하고, 그 반복과정 중에서 밸리(241)가 가장 깊게 나타나는 위치에서의 값을 상기 임계값을 산출하면 된다.

여기서, 밸리(241)가 가장 깊게 나타나는 위치는 상기 임계값이 가장 확실히 나뉘는 위치로서, 그때의 임계값이 가장 정확한 값이 된다.

따라서, 상기와 같은 반복과정을 거쳐서 상기 임계값으로 산출하면, 상기 임계값의 정확도가 높아지게 되어, BER가 더욱 줄어들 수 있고, 정확한 원본 데이터로의 재생이 가능해 진다.

본 발명에 따른 데이터 재생장치 및 재생방법에 의해 기록매체에 기록된 데이터를 재생하는 경우, BER를 개선할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 데이터 재생방법에 의해 기록매체에 기록된 데이터를 재생할 때 별도의 서보에 의하지 않고도 BER를 개선할 수 있게 되어, 데이터 재생장치의 크기를 작게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 데이터 재생방법에 의해 데이터 재생시마다 획득된 이미지를 고속의 소프트웨어적으로 처리하게 됨으로써, 최적의 BER를 얻을 수 있는 시간을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 데이터 기록방법에 의해 데이터 재생시 재생이미지를 특정 형태로 변환하는데 사용되는 식별표시를 기록매체에 포함시킬 수 있다.

Claims (17)

1. 데이터가 포함된 재생광으로부터 이미지가 획득되는 단계;

   상기 획득된 이미지에서 재생이미지를 추출하기 위해 에지디텍션 하는 단계;

   상기 추출된 재생이미지를 특정 형태의 이미지로 변환하는 단계; 및

   상기 변환된 재생이미지로부터 데이터를 복원하는 단계가 포함되는 데이터 재생방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 재생이미지로부터 노이즈를 제거하기 위해 공간 저주파수 필터링 하는 단계가 더 포함되는 데이터 재생방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 변환된 재생이미지를 2진 데이터로 변환하기 위한 임계값을 산출하는 단계가 더 포함되는 데이터 재생방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 임계값 산출 단계는 히스토그램 분석방법에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 재생방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 에지디텍션 하는 단계는 상기 획득된 이미지에 과대 명암비를 주어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 재생방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 추출된 재생이미지를 특정 형태의 이미지로 변환하는 단계는 상기 재생이미지에 포함된 식별표시를 이용하여 메트릭스 변환하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 식별표시는 적어도 특정의 3개의 식별영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 재생방법.
8. 재생광으로부터 이미지를 획득하는 이미지 획득부;

   상기 획득된 이미지로부터 재생이미지를 추출하기 위한 에지디텍션부;

   상기 추출된 재생이미지를 특정 형태로 변환하는 메트릭스 변환부; 및

   상기 변환된 재생이미지로부터 데이터를 재생하는 복원부가 포함되는 데이터 재생장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 재생이미지로부터 노이즈를 제거하는 필터가 더 포함되는 데이터 재생장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 필터는 공간 저주파수 필터링하여 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생장치.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 변환된 재생이미지를 2진 데이터로 변환하기 위해 임계값을 산출하는 임계값 산출부가 더 포함되는 데이터 재생장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 임계값 산출부는 히스토그램 분석방법을 이용하여 임계값을 산출하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생장치.
13. 제 8 항에 있어서,

    상기 에지디텍션부는 상기 획득된 이미지에 과대 명암비를 주어 상기 재생이미지를 추출하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생장치.
14. 제 8 항에 있어서,

    상기 메트릭스 변환부는 상기 재생이미지에 포함된 식별표시를 이용하여 변환하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 식별표시는 적어도 특정의 3개의 식별영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 재생장치.
16. 제1광에 데이터와 데이터 재생시 재생이미지를 특정 형태로 변환하는데 사용되는 식별표시가 포함되도록 변조하는 단계;

    상기 제1광이 기록매체의 기록층에 입사되는 단계;

    상기 제1광과 간섭되도록 제2광이 입사되는 단계; 및

    상기 제1광과 제2광의 간섭에 의해 상기 기록층에 데이터와 상기 식별표시가 기록되는 단계가 포함되는 데이터 기록방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 식별표시는 적어도 특정의 3개의 식별영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 기록방법.

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