补偿全息数字数据存储系统中像素错位的图像校正方法技术方案

在全息数字数据存储（ＨＤＤＳ）系统中，为了补偿再现时像素的错位，并从而校正所存储的基于页面的图像，该图像是再现时使用电荷耦合器件（ＣＣＤ）通过在数据像素和ＣＣＤ探测器像素之间一比一（１∶１）像素匹配探测到的。并且，然后，如果在该１∶１像素匹配中发生像素的错位，则计算在相应的数据像素和相应的ＣＣＤ探测器像素之间的错位量ｄ（０≤ｄ≤１）。此外，在计算出的错位量的基础上，计算相邻像素对相应的ＣＣＤ探测器像素的干涉影响，从而校正该ＣＣＤ探测器像素的图像数据。并且，最后，补偿根据该错位量的错位影响，从而校正该ＣＣＤ探测器像素的该图像数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种全息数字数据存储系统；并且，尤其涉及一种图像校正方法，其在全息数字数据存储系统中，当探测记录在全息存储介质中基于页面的(page-based)信息图像时，利用电荷耦合器件通过一比一的像素匹配信号处理，补偿电荷耦合器件的像素错位。
技术介绍
从数据记录/再现原理的观点来看，全息数字数据存储系统(HDDS)是一种典型的利用体积全息图原理的面向页面的存储器。通过使用一种并行数据处理方案作为输入/输出方案，HDDS系统可以实现1Gbps或者更高的超高输入/输出速度，并且不需要机械驱动单元就可以构建，从而实现100μs或者更少的超快数据访问时间。因此，作为一种先进的存储器件，HDDS系统已经引起注意。同时，HDDS系统在再现时使用CCD探测并解码记录在存储介质中的基于页面的信息图像。这种情况下，为了将从存储介质再现的基于页面的图像数据解码为原始数据，即二进制像素数据，使用CCD等进行一比一(1∶1)的匹配信号处理。也就是说，从存储介质再现的图像的像素和CCD阵列的像素以一比一的方式匹配，从而再现原始像素数据。然而，使用上述1∶1像素匹配的移位多路系统存在如下问题一旦数据像素和CCD像素之间的错位大约达到CCD像素尺寸的1/2时，CCD阵列探测到的数据会发生严重的退化。为了解决这个问题，IBM的Burr提出了一种反算空间光调制器(SLM)开或关电平的常规方法，该方法通过在光学模型的基础上使用该光学模型的反变换由此来校正错位的像素。在Burr提出的方法中，如果假定点扩散函数(PSF)为一个sinc函数，当傅里叶变换窗(Fouriertransform aperture)宽度为D以及奈奎斯特窗(Nyquist aperture)宽度为DN时，通过该SLM(其填充系数为ffs)的光场h(x)可以用方程1表示。h(x)=c∫-ffs/2ffs/2sinc(DDN(x-x′))dx′]]>方程1在这种情况下，如果假定透射过SLM的信号的强度为p0，p1和p2，如附图说明图1所示，并且点扩散函数(PSF)没有扩展为超过像素间距的光束，则被CCD探测单元探测到的光场，例如图1中的r2，只受到p1和p2的影响，从而r2可以由方程2表示的给出。r2=∫-ffd/2ffd/22dx]]>方程2在这种情况下，ffd是该探测器的填充系数，以使得可以重新整理方程2，并以如下面方程3中的三项来表示。r2=p2H00(σ)+2p1p2H01(σ)+p1H11(σ)]]>方程3其中H00，H01和H11为在探测器像素上探测到的光场的值。如果使用上述的光学模型，在假定已经得到p1的情况下，可以通过下面的方程4得到p2。即，利用探测器探测到的光场的值，可以反算出SLM在像素p0，p1和p2处的开或关电平。因此，即使再现的时候发生像素的错位，但探测器所探测到的图像也可以得到校正。p2=1H00(σ)]]>方程4然而，上述使用Burr的光学模型的针对像素错位的图像校正方法存在的问题在于它利用探测器像素上探测到的光场的值，花费大量的时间计算穿过SLM的原始信号的强度，从而降低了图像数据处理的速度。同时，有人提出了一种过采样方法，作为解决在进行1∶1像素匹配时CCD阵列探测到的数据严重退化的问题的另一种方法，所提出的过采样方法将从存储介质中再现的图像的单个像素过采样到CCD阵列的9个像素上，并且只将这9个像素中的单个中心像素的数据作为原始数据重建。此方法的优点在于它相较于Burr的光学模型方法而言计算量较小，并且可以相对精确地存储数据，但是问题在于，它必须在再现的时候对原始图像数据进行过采样，因此增加了CCD阵列的尺寸。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种图像校正方法，在全息数字数据存储系统中通过使用电荷耦合器件，以一比一像素匹配信号处理方式，在探测记录在全息存储介质上的基于页面的信息图像时，补偿电荷耦合器件像素的错位。按照本专利技术，提供了一种图像校正方法，用于补偿在全息数字数据存储(HDDS)系统中再现的时候的像素错位，包括的步骤有a)在再现的时候，使用电荷耦合器件(CCD)，通过在数据像素和CCD探测器像素之间以一比一(1∶1)像素匹配的方式探测存储的基于页面的图像；b)一旦在1∶1像素匹配过程中发生像素错位，计算在相应的数据像素和相应的CCD探测器像素之间的错位量；c)在计算出的错位量的基础上，计算相邻像素对相应的CCD探测器像素的干涉影响，并校正CCD探测器像素的图像数据；以及d)按照错位量补偿错位的影响，校正CCD探测器像素的图像数据。附图简述通过下面结合附图对优选实施例的描述，本专利技术上述的和其他的目标和特点将会变得显而易见，其中图1为概念性视图，示出了在常规的HDDS系统中使用光学模型进行的图像校正处理；图2为应用本专利技术优选实施例的HDDS系统的示意框图；图3至5举出例子，示出了按照本专利技术的优选实施例的数据像素和CCD探测器像素之间的错位；图6给出了按照本专利技术的优选实施例，在HDDS系统中对具有错位像素的图像的校正过程的流程图；图7A和7B示出按照本专利技术的优选实施例以像素间的错位量δ为基础设定图像校正方向的例子；以及图8至10示出按照本专利技术的优选实施例在全息存储介质中记录的原始数据图案和在CCD中复原的图案。专利技术详述现在将参考附图，详细描述本专利技术的优选实施例。图2示出应用本专利技术优选实施例的HDDS系统的框图。下文中，参考图2，描述在该HDDS系统中的记录/再现全息数据的操作。首先，光束分束器202将来自光源200的入射激光分束为参考光束和物光束。沿着参考光束行进的光路S1设置垂直偏振光束的参考光束，并且沿着物光束行进光路S2设置物光束。此外，在参考光束行进的光路S1中，在参考光束行进的方向上设置有快门204和反射镜206。通过这条光学传输路径，该参考光束行进路径S1以预定的偏转角度反射记录或者再现全息数据所需要的参考光束，并向存储介质216提供反射的光束。换句话说，利用光学透镜(未显示)等，对被光束分束器202分束，并穿过快门204的开口入射的垂直偏振参考光束进行调整，并且扩束到某个尺寸(即，扩束得到的尺寸足以覆盖在物光束行进路径S2中通过扩束镜(未显示)扩束得到的物光束的尺寸，物光束的扩束将在后面说明)。利用反射镜206，将扩束后的光束以预定的角度偏折，例如，用于记录的记录角，或者用于再现的再现角，并且，然后入射到存储介质216上。这种情况下，无论何时在存储介质216中记录各个页面的二进制数据，通过旋转反射镜206，控制用于记录或者再现的参考光束，以改变偏折角度θ。通过使用该参考光束偏折技术，在存储介质216上可以记录几百到几千个全息数据页面，或者可以从存储介质中再现被存储的全息数据。同时，在物光束行进路径S2中，在物光束的行进方向上，按顺序设置有快门210，反射镜212和空间光调制器214。快门210在记录模式中保持打开状态，并在再现模式中保持关闭状态。反射镜212以某一偏折角度反射被光束分束器202分束，并入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像校正方法，用于补偿在一种全息数字数据存储（ＨＤＤＳ）系统中在再现的时候的像素的错位，包括的步骤有：ａ）使用电荷耦合器件（ＣＣＤ），在再现的时候，通过在数据像素和ＣＣＤ探测器像素之间的一比一（１∶１）像素匹配，探测所存储的基于 页面的图像；ｂ）一旦在该１∶１像素匹配期间发生所述像素的错位，计算在相应的数据像素和相应的ＣＣＤ探测器像素之间的错位量δ（０≤δ≤１）；ｃ）基于该计算出的错位量，计算相邻像素对该相应的ＣＣＤ探测器像素的干涉影响，并校正该ＣＣ Ｄ探测器像素的图像数据；以及ｄ）根据该错位量补偿错位影响，并校正该ＣＣＤ探测器像素的该图像数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尹弼相，
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]