具有增益补偿的光全息设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于读出记录在全息记录介质（１０６）中的数据页的光全息设备和对应的方法。为了改进比特误差率，提供一种用于从分离的包含暗像素和亮像素的图案的棋盘形页中或者从已检测的成像数据页中重建暗图像和亮图像的重建装置（１１５），以及提供一种用于通过使用所述重建后的暗图像和亮图像进行增益补偿以校正所述已检测的成像数据页的图像校正装置（１１６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于读出记录在全息记录介质中的数据页的光全 息设备和相应的方法。此外，本专利技术涉及一种用于这种光全息设备的 电子设备以及相应的方法。最后，本专利技术涉及一种用于以软件形式实 现所述方法的计算机程序。
技术介绍
全息数据存储系统(HDSS)期望达到高数据容量(在12厘米盘上 存储1T字节)和高数据率(G比特/秒)。全息数据存储优于传统光学 存储之处在于它使用介质的真实三维体积来保存数据，使得高容量 成为可能。在Holographic Data Storage Systems, Lambertus Hesselink， Sergei S.Orlov， and Matthew C. Bashaw， Proceedings of the IEEE， vol. 92， no. 8， pp. 1231—1280， 2004中已经给出了全息数据 存储系统的概述。当前已知的大多数全息数据存储系统使用所谓的基于页的存储系 统。在这些系统中，通过图像检测器(例如CCD或CM0S芯片)读出页或 图像。图像检测器的非均匀性或(用于写和读的)激光束轮廓的非均 匀性，使得更加难以分辨哪些像素表现比特值0或比特值1。为了检测 这种误差，已经提出了一些方法，例如在US5， 838， 650中，使用嵌入在 全息介质中的对齐标记。它们被检测并且全息介质净皮平移和旋转，直 到在检测器上取回正确的对齐标记为止。然而，这种检测方法不适于 高密度全息介质，因为对齐标记需要全息介质中的空间，这样减少了 可能的数据密度。在W02005/057584 Al中描述的另 一方法提出了在已 检测的成像数据页中检测莫尔图(Moire pattern),并将成像数据页 修改为莫尔图的函数。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于读出记录在全息记录介质中数据页的光全息设备和相应的方法，全息记录介质具有改进的校正所述误差 并正确地检测比特的能力，这种光全息设备和相应的方法特别地用于 改进比特误差率。另一个目的是提供一种在这种光全息设备中使用的 电子设备和相应的方法，以及提供用于实施所述方法的计算机程序。根据本专利技术的目的由如权利要求1所限定的光全息设备实现，所述设备包含用于形成成像数据页的图像形成装置，用于检测所述成像数据页的图像检测装置，重建装置，用于从分离的包含暗像素和亮像素的棋盘形页中或者 从所述已检测的成像数据页中重建暗图像和亮图像，以及图像校正装置，用于通过使用所述重建后的暗图像和亮图像进行 增益补偿以校正所述已检测的成像数据页。根据本专利技术的目的另外由如权利要求9所限定的电子设备实现，所 述电子设备包含重建装置，用于从分离的包含暗像素和亮像素的棋盘形页中或者 从所述已检测的成像数据页中重建暗图像和亮图像，以及图像校正装置，用于通过使用所述重建后的暗图像和亮图像进行 增益补偿以校正所述已检测的成像数据页。根据本专利技术的目的另外由计算机程序实现，该计算机程序包含程 序代码装置，该程序代码装置用于当所述计算机程序在计算机上执行 时，使得计算机执行如权利要求10或11中所述方法的步骤。相应的方法在其他独立权利要求中进行限定。本专利技术的优选具体 实施方式在从属权利要求中限定。应当理解，电子设备、方法和计算 机程序具有如从属权利要求所限定的类似的和/或相同的优选具体实 施方式。本专利技术基于这样的思想从已检测的图像本身或者从分离的棋盘 形页中提取所述非均匀性。然后该信息被用来对整个图像上的单独像 素进行增益补偿，从而最终改进比特检测。在全息数据存储系统中，数据在介质中被存储为由两个激光束形 成的干涉图案。 一个光束包含数据， 一个光束被用作创建干涉图案的 参考。在数据写入期间以及读出期间，激光束中的空间光强度波动导 致在读出时获得的图像中的不想要的变化。另外，图像检测器不均匀的像素响应增加了这些不想要的变化。另外，写入数据的介质可以不 均匀散射激光，造成图像中的强度波动更加严重得多。这些变化使得难以确定切分器电平(slicer level)，从而难以分辨哪些像素代表 0哪些像素代表1。例如，在图像的一部分中代表O的像素值可与 该图像另一部分中代表l的像素值相同。这样，取分离的暗图像(例如全部比特都具有比特值O)和亮图像(例如全部比特都具有比特值r')分别补偿检测器的不均匀像素响 应和激光束波动。如果介质在理想情况下各向同性地散射，那么这些 图像将足以校正从介质读出的全部数据页。然而实际上，介质在整体 介质体积上并不各向同性地散射，并且这些暗图像和亮图像将被更经 常地取回以补偿各向异性散射。这导致用于用户数据的存储空间减少 ，从而减少了数据密度。因此有利的是减少了暗页和亮页的数目。因此更进一 步地建议将两页交错成一 页或者从已检测的成像数据 页中直接取回两页，代替分离的暗页和分离的亮(白色)页。由此重 建完整的亮页和完整的暗页，然后这些重建的暗页和亮页用于用户数 据页的增益补偿。因此减少了亮像素值和暗像素值的波动。这改进了比特识别效果，因此改进了比特误差率(BER)。优选地，进行增益补偿使得从已检测的成像数据页中减去暗图像 ，以及所得到的图像由亮图像划分，以获得校正后的成像数据页。根据一个优选具体实施方式，通过在所述棋盘形页中测量所述暗 像素和亮像素以及通过在所述测量的暗像素和亮像素之间插入丢失的 像素，从包含暗像素和亮像素的图案的分离的棋盘形页中重建暗图像 和亮图像，从而获得完整的暗图像和亮图像。所述棋盘形页优选地包 含规律的暗像素和亮像素图案。例如，在整个棋盘形页上，暗像素和 亮像素块交替地排列成(优选为周期性的)图案。通过首先去交错暗 像素和亮像素并且随后内插丢失的信息，得出用于随后的增益补偿的 暗图像和亮图像。可选地，直接从已检测的成像数据页中提取暗图像和亮图像与使 用棋盘形页的具体实施方式相比，显著地减少了开销。根据采用所述思想的第一具体实施方式，所述重建装置包含像素值确定单元，用于确定已检测的成像数据页的像素比特值， 特别是由切分器电平检测进行确定，暗图像和亮图像确定单元，用于通过仅选择具有第一比特值的像 素作为暗像素来确定暗图像，以及用于通过仅选择具有不同于第一比特值的第二比特值的像素作为亮像素来确定亮图像；图像处理单元，用于对所述暗图像和所述亮图像进行低通滤波，所述经低通滤波的暗图像和所述经低通滤波的亮图像用于校正所述已检测的成像数据页；检查单元，用于检查是否已经满足预定停止标准；以及 参数设置单元，用于在还没有满足所述预定停止标准的情况下，改变由所述图像处理单元对所述暗图像和所述亮图像进行低通滤波所使用的截止频率，其中，所述暗图像和亮图像的所述重建交互地进行，直到所述预定标 准已经满足为止。根据采用所述思想的第二具体实施方式，所述重建装置包含像素值确定单元，用于确定已检测的成像数据页的像素比特值， 特别是由切分器电平检测进行确定；暗像素和亮像素确定单元，用于通过仅选择具有第一比特值的像 素作为暗像素来确定暗图像，以及用于通过仅选择具有不同于第一比 特值的第二比特值的像素作为亮像素来确定亮图像；图像处理单元，用于选择所述暗图像和所述亮图像的区域，用于亮像素的所述区域中的像素的比特值，从而获得用于校正所述已检测的成像数据页的平均暗图像和平均亮本文档来自技高网...

【技术保护点】
光全息设备，用于读出记录在全息记录介质（１０６）中的数据页，所述设备包含：　图像形成装置（１０４，１０５），用于形成成像数据页；　图像检测装置（１１４），用于检测所述成像数据页；　重建装置（１１５），用于从分离的包含暗像素和亮像素的图案的棋盘形页（２００）中或者从所述已检测的成像数据页（４００）中重建暗图像和亮图像；以及　图像校正装置（１１６），用于使用所述重建后的暗图像和亮图像通过增益补偿来校正所述已检测的成像数据页。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2006-9-29 06121529.91.光全息设备，用于读出记录在全息记录介质(106)中的数据页，所述设备包含图像形成装置(104，105)，用于形成成像数据页；图像检测装置(114)，用于检测所述成像数据页；重建装置(115)，用于从分离的包含暗像素和亮像素的图案的棋盘形页(200)中或者从所述已检测的成像数据页(400)中重建暗图像和亮图像；以及图像校正装置(116)，用于使用所述重建后的暗图像和亮图像通过增益补偿来校正所述已检测的成像数据页。2. 根据权利要求l的光全息设备，其中所述图像校正装置(116)适于从已检测的成像数据页中减去 暗图像以及由所述亮图像划分所得到的图像，以获得校正后的图像数 据页。3. 根据权利要求l的光全息设备，其中所述重建装置(115)适于通过在所述棋盘形页中测量所述暗 像素和亮像素以及通过在所述测量的暗像素和亮像素之间内插丢失的 像素，从包含暗像素和亮像素的图案的分离的棋盘形页(200 )中重建 暗图像和亮图像，以获得完整的暗图像和亮图像。4. 根据权利要求l的光全息设备，其中所述棋盘形页(200 )包含规律的暗像素和亮像素图案。5. 根据权利要求l的光全息设备， 其中所述重建装置(115)包含像素值确定单元(301)，用于确定已检测的成像数据页的像素的 比特值，特别是通过切分器电平检测进行确定，暗图像和亮图像确定单元(302 )，用于通过仅选择具有第一比特 值的像素作为暗像素来确定暗图像，以及用于通过仅选择具有不同于 第一比特值的第二比特值的像素作为亮像素来确定亮图像；图像处理单元(303 )，用于对所述暗图像和所述亮图像进行低通 滤波，所述经过低通滤波的暗图像和所述经过低通滤波的亮图像用于 校正所述已检测的成像数据页；检查单元(304 )，用于检测是否已经满足预定停止标准；以及 参数设置单元(305 )，用于在还没有满足所述预定停止标准的情况下，改变由所述图像处理单元低通滤波所述暗图像和所述亮图像而使用的截止频率，其中，所述暗图像和亮图像的所述重建交互地进行，直到所述预定标准已经满足为止。6. 根据权利要求l的光全息设备， 其中所述重建装置(115)包含像素值确定单元(301)，用于确定已检测的成像数据页的像素的 比特值，特别是通过切分器电平检测进行确定，暗图像和亮图像确定单元(302 )，用于通过仅选择具有第一比特 值的像素作为暗像素来确定暗图像，以及用于通过仅选择具有不同于 第一比特值的第二比特值的像素作为亮像素来确定亮图像；图像处理单元(303 )，用于选择所述暗图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：FMH克罗姆普沃茨，FJP舒尔曼斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]