用于补偿全息系统再现图像的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种方法和装置，用于对全息系统中从存储介质再现的页面图像进行预处理。本发明专利技术对页面图像中的每行计算像素的总和以选出一个最大总和，利用最大总和及其相邻的总和计算出修正的最大总和，利用修正的最大总和确定畸变像素的补偿位置，以及参照被扩大像素的补偿位置，对数据图像进行过采样，从而以子像素级的高精度对数据图像进行补偿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全息系统，尤其涉及补偿从全息系统的存储介质再现 的全息数据图像的畸变。
技术介绍
近来，随着半导体激光器、电荷耦合器件(CCD)和液晶显示装置 (LCD)的迅猛发展，关于全息数字数据存储的研究己经被有效地用于 各个方面。在一个全息系统中，当来自物体的信号光和参考光相互干 涉，产生的干涉图案就被记录在全息图存储介质中。例如，这样一种 存储介质，其中含有对干涉图案的幅度反应灵敏的光折射晶体。通过 改变全息存储介质上的参考光的入射角，全息系统能够记录信号光的 振幅和相位，从而显示物体的三维图像，并且在单个存储介质上能够 存储几百至几千幅全息图。在全息系统的一种记录模式中，光源发出的激光被分为参考光线 和物光线。将参考光线以预设偏转角反射，然后生成为参考光线的形 式，入射到全息图存储介质用于记录。物光线被调制为代表二进制输 入数据的页面图像(page image)的信号光，用以记录在全息图存储介 质上。被调制的信号光和参考光相互干涉，产生干涉图案。然后，干 涉图案的图像被记录在存储介质上，作为对应于二进制输入数据的全 息图数据。该全息图数据以NxN的像素尺寸(例如，240x240的尺寸)被记录，并且在被存储在存储介质之前经过一系列预处理过程(例如， 在其中插入纠错码(即奇偶校验码)以及生成边框用于过采样，然后通过SLM(空间光调制器)调制入信号光中)。在全息系统再现模式中，记录在存储介质上的干涉图案通过使用 成像装置，例如CCD，被转换为页面图像，转换的方式为在SLM中 的一个像素映射到CCD中的3x3个像素。例如，图6A示出了一个 从存储介质再现并通过CCD呈现的示例性页面图像，具有1024x1024 个像素。该页面图像包括一个具有720x720像素尺寸的数据图像以及 环绕在该数据图像的上、下、左、右四边的具有3个像素尺寸的边框。为了获得NxN像素尺寸的原始数据图像，即240x240像素，需 要进行一个过采样过程，其中为从分辨率大小为720x720像素的数据 图像中提取一个像素，再跳过两个像素(即在每3x3掩模中提取一个 中心像素)。图6B示出了一个通过对图6A中的页面图像过釆样，抽 取出的具有240x240像素尺寸的示例性数据图像。为了实现这个目的，需要探测边框，从而限定数据图像。其中一 种探测边框的方法是获取排列在页面图像每行像素值的总和以及排 列在页面图像每列像素值的总和，每个像素具有一个二进制值代表其 像素亮度。图7是一个示意图，示出了所获取的排列在页面图像中的每列像 素的总和，其中，X轴表示该像素列的位置，Y轴表示像素总和。如 图7所示，在Y轴上，在图的X轴上相对两侧有两个比较高的总和(用 圆圈标出)。在X轴上，对应于该两个较高总和的坐标代表左右边框 的位置。在边框像素的总和比较高的原因是形成边框的像素具有同样的二进制值，大致为r，而在数据图像中的像素则随机为r或o一起存在。在图7中，左边框对应第140个像素的位置，右边框对应 第877个像素的位置。在这种情况下，左边框宽度为8个像素，从第 140个像素至第147个像素的范围。按如上所述探测完边框位置后，采用过采样方式对每三个像素提 取一个中心像素，同时将掩模从被边框包围的数据图像的左上角顺序移动到右上角，如图8A和8B所示。如上所述，如果左边框的位置是第140个像素，右边框的理论位 置应该是第875个像素。但是，在图7中示出右边框的实际位置是第 877个像素，这意味着与理论结果相比扩大了两个像素。因此，为了补偿被扩大的像素的畸变，现有技术将整个数据图像 (即每行和每列)分割成3个相等的部分，并且按如下方法进行过采样 即仅在第二和第三相等部分的起始位置跳过3个像素，而不是2个像 素。例如，在具有720x720像素的数据图像中，执行过采样过程时每 次跳过两个像素，而在第389个和第630个像素位置时，跳过3个像 素，第389个像素和第630个像素的位置分别对应从第140个像素至 第877个像素的1/3分割位置和2/3分割位置。这样做的结果，可以 实现以逐个像素为基准的数据图像畸变补偿。但是，由于边框位置是基于像素进行测量的，所以不可能补偿基 于半个像素的畸变，从而导致不能得到高质量数据图像的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种对全息系统中再现的页面图像进 行预处理的装置和方法，以补偿其中具有畸变像素的数据图像。根据本专利技术的一个方面，提供一种装置，用于对从全息系统中存 储介质再现的页面图像进行预处理，其中该页面图像包括数据图像以及围绕该数据图像的上、下、左、右边框，该装置包括对页面图像 中的每行计算像素的总和，以选出在页面图像中上、下、左、右角上 计算的总和中的最大总和的装置，其中对应最大总和的像素位置对应 于边框位置；利用最大总和及其相邻的总和计算出修正的最大总和的 装置，其中对应于修正的最大总和的像素位置对应于边框修正的位 置；利用修正的最大总和确定畸变像素的补偿位置的装置；以及参照补偿位置，对数据图像中的像素过采样的装置。根据本专利技术的另一个方面，提供一种方法，用于对从全息系统中 存储介质再现的页面图像进行预处理，其中该页面图像包括数据图像 以及围绕该数据图像的上、下、左、右边框，该方法包括以下步骤(a)对页面图像中的每行计算像素值的总和以选出在页面图像中上、下、左、右角计算总和中的最大值，其中对应最大总和的像素位置对应于边框位置；(b)利用最大总和及其相邻的总和计算出修正的最大 总和，其中对应修正的最大总和的像素位置对应于边框修正的位置； (c)计算边框位置和边框修正的位置之间的畸变误差，以确定计算出的 畸变误差是否超过了半个像素；(d)当确定计算出的畸变误差超过半 个像素，利用修正的最大总和确定畸变像素的补偿位置；以及(e)参照 补偿位置，对数据图像中的像素过采样。附图说明本专利技术的上述及其他目的和特点将通过对优选实施例的说明来体现，实施例与下列附图相结合。其中-图l是本专利技术中适于应用过采样的全息系统的方框图2是本专利技术中用于对在全息再现系统中再现的全息数据进行预处理的装置的方框图3示出了本专利技术中关于左边框的曲线拟合结果； 图4示出了本专利技术中关于右边框的曲线拟合结果； 图5示出了本专利技术中，确定数据图像中的畸变像素的补偿位置的过程；图6A示出一幅具有1024x1024像素大小的示例性页面图像； 图6B示出一幅通过过采样抽取出的具有240x240像素大小的示 例性数据图像；图7示出从一幅页面图像中获取的每列像素的像素的总和的结 果的示意图；以及图8A和8B示出了将一个掩模从被边框包围的数据图像的左上 角顺序移动到右上角的过程。具体实施例方式参照附图，将对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。 图1是用于再现的全息系统的方框图，该系统适于采用根据本发 明的过釆样。该全息再现系统包括一主轴电动机102，存储介质104， —图像探测模块110以及一译码模块120。主轴电动机102带动存储 介质104旋转。为了从存储介质104中再现全息数据，来自光源(未 示出)的读出光线106被照射至存储介质104之上。然后，通过读出 光线106的照射，从存储介质104中再现页面图像光线108。图像探 测模块110，例如， 一个CCD模块，设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对从全息系统中光探测器探测的页面图像数据进行处理的装置，该装置包括：对该页面图像中的每行计算像素总和的像素总和计算部分；选择该计算的像素总和中最大的总和的最大总和确定部分，其中对应于该最大总和的像素位置对应于边框位置 ，其特征在于，该装置还包括：畸变误差计算部分，用于计算该边框位置和参考边框位置之间的畸变误差，通过比较该边框位置和该参考边框位置而计算出该畸变误差，补偿位置确定部分，用于使用该畸变误差确定畸变像素的补偿位置， 像素过采样部分，用于参照该补偿位置过采样该数据图像中的像素。

【技术特征摘要】
KR 2004-4-12 10-2004-00250671、一种用于对从全息系统中光探测器探测的页面图像数据进行处理的装置，该装置包括对该页面图像中的每行计算像素总和的像素总和计算部分；选择该计算的像素总和中最大的总和的最大总和确定部分，其中对应于该最大总和的像素位置对应于边框位置，其特征在于，该装置还包括畸变误差计算部分，用于计算该边框位置和参考边框位置之间的畸变误差，通过比较该边框位置和该参考边框位置而计算出该畸变误差，补偿位置确定部分，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜秉福，
申请(专利权)人：株式会社大宇电子，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]