具有增益補償的光全息設備和方法
2023-07-09 03:59:56 3
專利名稱：具有增益補償的光全息設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於讀出記錄在全息記錄介質中的數據頁的光全 息設備和相應的方法。此外，本發明涉及一種用於這種光全息設備的 電子設備以及相應的方法。最後，本發明涉及一種用於以軟體形式實 現所述方法的電腦程式。
背景技術：
全息數據存儲系統(HDSS)期望達到高數據容量(在12釐米盤上 存儲1T字節)和高數據率(G比特/秒)。全息數據存儲優於傳統光學 存儲之處在於它使用介質的真實三維體積來保存數據，使得高容量 成為可能。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中已經給出了全息數據 存儲系統的概述。當前已知的大多數全息數據存儲系統使用所謂的基於頁的存儲系 統。在這些系統中，通過圖像檢測器(例如CCD或CM0S晶片)讀出頁或 圖像。圖像檢測器的非均勻性或(用於寫和讀的)雷射束輪廓的非均 勻性，使得更加難以分辨哪些像素表現比特值0或比特值1。為了檢測 這種誤差，已經提出了一些方法，例如在US5， 838， 650中，使用嵌入在 全息介質中的對齊標記。它們被檢測並且全息介質淨皮平移和旋轉，直 到在檢測器上取回正確的對齊標記為止。然而，這種檢測方法不適於 高密度全息介質，因為對齊標記需要全息介質中的空間，這樣減少了 可能的數據密度。在W02005/057584 Al中描述的另 一方法提出了在已 檢測的成像數據頁中檢測莫爾圖(Moire pattern),並將成像數據頁 修改為莫爾圖的函數。發明內容本發明的目的是提供一種用於讀出記錄在全息記錄介質中數據頁的光全息設備和相應的方法，全息記錄介質具有改進的校正所述誤差 並正確地檢測比特的能力，這種光全息設備和相應的方法特別地用於 改進比特誤差率。另一個目的是提供一種在這種光全息設備中使用的 電子設備和相應的方法，以及提供用於實施所述方法的電腦程式。根據本發明的目的由如權利要求1所限定的光全息設備實現，所述設備包含用於形成成像數據頁的圖像形成裝置，用於檢測所述成像數據頁的圖像檢測裝置，重建裝置，用於從分離的包含暗像素和亮像素的棋盤形頁中或者 從所述已檢測的成像數據頁中重建暗圖像和亮圖像，以及圖像校正裝置，用於通過使用所述重建後的暗圖像和亮圖像進行 增益補償以校正所述已檢測的成像數據頁。根據本發明的目的另外由如權利要求9所限定的電子設備實現，所 述電子設備包含重建裝置，用於從分離的包含暗像素和亮像素的棋盤形頁中或者 從所述已檢測的成像數據頁中重建暗圖像和亮圖像，以及圖像校正裝置，用於通過使用所述重建後的暗圖像和亮圖像進行 增益補償以校正所述已檢測的成像數據頁。根據本發明的目的另外由電腦程式實現，該電腦程式包含程 序代碼裝置，該程序代碼裝置用於當所述電腦程式在計算機上執行 時，使得計算機執行如權利要求10或11中所述方法的步驟。相應的方法在其他獨立權利要求中進行限定。本發明的優選具體 實施方式在從屬權利要求中限定。應當理解，電子設備、方法和計算 機程序具有如從屬權利要求所限定的類似的和/或相同的優選具體實 施方式。本發明基於這樣的思想從已檢測的圖像本身或者從分離的棋盤 形頁中提取所述非均勻性。然後該信息被用來對整個圖像上的單獨像 素進行增益補償，從而最終改進比特檢測。在全息數據存儲系統中，數據在介質中被存儲為由兩個雷射束形 成的幹涉圖案。 一個光束包含數據， 一個光束被用作創建幹涉圖案的 參考。在數據寫入期間以及讀出期間，雷射束中的空間光強度波動導 致在讀出時獲得的圖像中的不想要的變化。另外，圖像檢測器不均勻的像素響應增加了這些不想要的變化。另外，寫入數據的介質可以不 均勻散射雷射，造成圖像中的強度波動更加嚴重得多。這些變化使得難以確定切分器電平(slicer level)，從而難以分辨哪些像素代表 "0"哪些像素代表"1"。例如，在圖像的一部分中代表"O"的像素值可與 該圖像另一部分中代表"l"的像素值相同。這樣，取分離的暗圖像(例如全部比特都具有比特值"O")和亮圖像(例如全部比特都具有比特值"r')分別補償檢測器的不均勻像素響 應和雷射束波動。如果介質在理想情況下各向同性地散射，那麼這些 圖像將足以校正從介質讀出的全部數據頁。然而實際上，介質在整體 介質體積上並不各向同性地散射，並且這些暗圖像和亮圖像將被更經 常地取回以補償各向異性散射。這導致用於用戶數據的存儲空間減少 ，從而減少了數據密度。因此有利的是減少了暗頁和亮頁的數目。因此更進一 步地建議將兩頁交錯成一 頁或者從已檢測的成像數據 頁中直接取回兩頁，代替分離的暗頁和分離的亮(白色)頁。由此重 建完整的亮頁和完整的暗頁，然後這些重建的暗頁和亮頁用於用戶數 據頁的增益補償。因此減少了亮像素值和暗像素值的波動。這改進了比特識別效果，因此改進了比特誤差率(BER)。優選地，進行增益補償使得從已檢測的成像數據頁中減去暗圖像 ，以及所得到的圖像由亮圖像劃分，以獲得校正後的成像數據頁。根據一個優選具體實施方式
，通過在所述棋盤形頁中測量所述暗 像素和亮像素以及通過在所述測量的暗像素和亮像素之間插入丟失的 像素，從包含暗像素和亮像素的圖案的分離的棋盤形頁中重建暗圖像 和亮圖像，從而獲得完整的暗圖像和亮圖像。所述棋盤形頁優選地包 含規律的暗像素和亮像素圖案。例如，在整個棋盤形頁上，暗像素和 亮像素塊交替地排列成(優選為周期性的)圖案。通過首先去交錯暗 像素和亮像素並且隨後內插丟失的信息，得出用於隨後的增益補償的 暗圖像和亮圖像。可選地，直接從已檢測的成像數據頁中提取暗圖像和亮圖像與使 用棋盤形頁的具體實施方式
相比，顯著地減少了開銷。根據採用所述思想的第一具體實施方式
，所述重建裝置包含像素值確定單元，用於確定已檢測的成像數據頁的像素比特值， 特別是由切分器電平檢測進行確定，暗圖像和亮圖像確定單元，用於通過僅選擇具有第一比特值的像 素作為暗像素來確定暗圖像，以及用於通過僅選擇具有不同於第一比特值的第二比特值的像素作為亮像素來確定亮圖像；圖像處理單元，用於對所述暗圖像和所述亮圖像進行低通濾波，所述經低通濾波的暗圖像和所述經低通濾波的亮圖像用於校正所述已檢測的成像數據頁；檢查單元，用於檢查是否已經滿足預定停止標準；以及 參數設置單元，用於在還沒有滿足所述預定停止標準的情況下，改變由所述圖像處理單元對所述暗圖像和所述亮圖像進行低通濾波所使用的截止頻率，其中，所述暗圖像和亮圖像的所述重建交互地進行，直到所述預定標 準已經滿足為止。根據採用所述思想的第二具體實施方式
，所述重建裝置包含像素值確定單元，用於確定已檢測的成像數據頁的像素比特值， 特別是由切分器電平檢測進行確定；暗像素和亮像素確定單元，用於通過僅選擇具有第一比特值的像 素作為暗像素來確定暗圖像，以及用於通過僅選擇具有不同於第一比 特值的第二比特值的像素作為亮像素來確定亮圖像；圖像處理單元，用於選擇所述暗圖像和所述亮圖像的區域，用於亮像素的所述區域中的像素的比特值，從而獲得用於校正所述已檢測的成像數據頁的平均暗圖像和平均亮圖像；檢查單元，用於檢查是否已經滿足預定停止標準；以及 參數設置單元，用於在還沒有滿足所述預定停止標準的情況下，改變由所述圖像處理單元所用的所述暗圖像和所述亮圖像中的所述區域的尺寸和位置，其中，所述暗像素和亮像素的所述重建交互地進行，直到所述預定標 準已經滿足為止。基本上，根據所述具體實施方式
，在數學上取在已檢測的成像數 據頁和用戶定義的窗口之間的巻積，其尺寸確定了截止頻率。通常， 窗口的尺寸相對於整個數據頁的尺寸越小，截止頻率越高。最初，確定完整的已檢測的成像數據頁的像素比特值，特別是通過由切分器電平檢測進行確定，用於迭代重建暗圖像和亮圖像的後續 步驟。
根據兩個具體實施方式
，在暗圖像和亮圖像確定單元中，通過僅 選擇具有第一比特值的像素來確定暗像素，以及通過僅選擇具有不同
於第一比特值的第二比特值的像素來確定亮像素。在此，第一比特值 意指第一比特值範圍，比如在閾值以下，而第二比特值意指第二比特 值範圍，比如在所述閾值以上。
在所述具體實施方式
中，優選所述檢查單元適於檢查在已校正的 成像檢測數據頁中比特誤差率是否已經增大，以及優選所述參數設置 單元分別地適於如果所述比特誤差率已經降低，則提高截止頻率或減 少所述區域的尺寸，以及如果所述比特誤差率已經提高，則降低截止 頻率或增大所述區域的尺寸。
然而，通常地，不同的標準可以被用作所述預定標準，即所述預 定標準可由用戶設置。優選的標準分別是預定迭代數、預定比特誤差 率或預定截止頻率或所述區域的尺寸。
參考附圖，現在更詳細地解釋本發明，其中 圖l顯示根據本發明的光全息設備，
圖2顯示根據本發明的第一具體實施方式
的暗圖像和亮圖像的重
建，
圖3顯示根據本發明的所述第一具體實施方式
的棋盤形頁的使用， 圖4顯示根據本發明的第二具體實施方式
的光全息設備的重建單
元，
圖5顯示根據所述第二具體實施方式
的暗圖像和亮圖像的重建，以
及
圖6顯示根據另一具體實施方式
的重建的主要步驟的流程圖。
具體實施例方式
圖l顯示使用相位共軛(phase conjugate)讀出的才艮據本發明的 光全息設備。這些光學裝置包含輻射源IOO、準直器101、第一分束器 102、空間光調製器103、第二分束器104、透鏡105、第一偏轉器107、第一望遠鏡108、第一反射鏡109、半波片IIO、笫二反射鏡lll、第二 偏轉器112、第二望遠鏡113、檢測器114、重建單元115和圖像校正單 元116。光學設備是用來在全息介質106中記錄或讀出數據。
重建單元115和圖像校正單元116優選形成電子設備117，例如專用 集成電路或其他的硬體，其分離式分布，而且比如可加入到已有的全 息光學設備中。可選地，例如，重建單元115和圖像校正單元116的功 能還可以通過例如在計算機或微處理器上的軟體運行來實現。
在全息介質106中記錄數據頁期間，藉助於第一分束器102，輻射 源100所產生的一半輻射束朝著空間光調製器103發送。這部分輻射束 被稱為信號光束SB。輻射源100所產生的一半輻射束藉助於第一偏轉器 107被偏轉向望遠鏡108。這部分輻射束被稱為參考光束RB。信號光束 SB藉助於空間光調製器103進行空間調製。空間光調製器103包含透射 區域和吸收區域，其對應於待記錄的數據頁的0和1數據位。在信號光 束已經被傳播通過空間光調製器103之後，它攜帶著待記錄在全息介質 106中的信號，即待記錄的數據頁。然後信號光束藉助於透鏡105聚焦 在全息介質106上。
參考光束RB也藉助於第一望遠鏡108聚焦在全息介質106上。因此 數據頁以作為信號光束SB和參考光束RB之間幹涉結果的幹涉圖案的形 式記錄在全息介質106裡。 一旦數據頁已經記錄在全息介質106中，另 一個數據頁就被記錄在全息介質106的同樣的位置。為此，對應於該數 據頁的數據被發給空間光調製器103。第一偏轉器107被旋轉，以便修 改參考信號相對於全息介質106的角度。第一望遠鏡108用來在旋轉的 同時使參考光束RB保持在相同位置。因此利用不同圖案在全息介質106 的相同位置記錄幹涉圖案。這被稱為角度復用。記錄多個數據頁的全 息介質106的相同位置被稱為書(book)。
可選地，輻射束的波長可被調諧，以便在同一書中記錄不同的數 據頁。這被稱為波長復用。其他類型的復用，比如移位(shift)復用 ，也可用於在全息介質106中記錄數據頁。這樣的多路復用技術也在上 述引用的文件"Holographic Data Storage Sys terns"中描述。
在從全息介質10 6讀出數據頁期間，使空間光調製器10 3成為完全 的吸收體(absorbent )，以至於光束的任何部分都不能通過空間光調 制器103。第一偏轉器107被去除，使得輻射源100所產生的穿過分束器102的光束經由第一反射鏡109、半波片110和第二反射鏡111到達第二 偏轉器112。如果角度復用已經被用來在全息介質106中記錄數據頁， 並且給定數據頁將被讀出，那麼第二偏轉器112以這樣的方式被設置 將其相對於全息介質106的角度與用於記錄該給定全息圖的角度相同。 由第二偏轉器112偏轉並藉助於第二望遠鏡113聚焦在全息介質106中 的信號因此是用來記錄該給定全息圖的參考信號的相位共軛。例如， 如果波長復用已經被用來記錄數據頁在全息介質106中，並且給定數據
頁將被讀出，那麼相同的波長用於讀取該給定數據頁。
然後參考信號的相位共軛由信息圖案衍射，這創建重建的信號光
束，然後經由透鏡105和第二分束器104到達檢測器114。這樣在檢測器 114上創建成像數據頁，並由所述檢測器114檢測。檢測器114包含像素 。儘管在一個具體實施方式
中每一個像素對應於成像數據頁的一個比 特，但在另一個具體實施方式
(在此為優選的)中，檢測器114比成像 數據頁具有更多的像素，即，圖像由檢測器114過採樣(oversample) 。無論如何，成像數據頁應當以這樣的方式仔細地與檢測器114對齊 成像數據頁的一個比特或給定數目的比特緊密接觸(impinge)檢測器 114的對應像素。
此刻，系統中存在許多的自由度，以便成像數據頁並不總是仔細 地與檢測器114對齊。例如，全息介質106在重建信號光束的軸線垂直 的方向相對於檢測器114的移位導致平移偏差(misalignment)。全息介 質106或檢測器114的旋轉導致成像數據頁和檢測器114之間的角度誤 差。全息介質106在平行於重建信號光束軸線的方向相對於檢測器114
移位導致誤差擴大，這意味著成像數據頁的比特(或給定數目的比特 )的大小不同於檢測器114像素的大小。
此外，如上所述，雷射束在數據寫入期間和讀出期間的空間光學 強度波動導致在讀出時在獲得的圖像中產生不想要的變化。另外，圖 像檢測器114不均勻的像素響應增加了這些不想要的變化。另外，全息 介質106可以不均勻地散射雷射，使得圖像中的強度波動更加嚴重得多 。這些變化使得校正比特檢測困難。
因此，根據本發明，提供一種重建單元115，用於從包含暗像素和 亮像素圖案的分離的棋盤形頁或從所述已檢測的成像數據頁中重建暗 圖像(例如全部位具有比特值"O")和亮圖像(例如全部位具有比特值"1")，提供一種圖像校正單元116，用於使用所述重建的暗圖像和亮 圖像通過增益補償來校正所述已檢測的成像數據頁。因此，分別獲得 檢測器114的不均勻像素響應補償和雷射束波動補償。
如果介質在理想情況下各向同性地散射，那麼一個暗圖像和一個 亮圖像將足以校正從介質106讀出的全部數據頁。然而實際上，介質106 整個介質體積上並不各向同性地散射，並且需要更經常地取回這些暗 圖像和亮圖像以補償各向異性散射。這導致用於用戶數據的存儲空間 減少，因此減少數據密度。
為了減少暗頁和亮頁的數目，更進一步地建議將兩頁交錯 (interleave)為一 (指定提供的)頁，其與數據頁一起存儲在介質106 上，然後被分別地讀出並用於圖像校正，或者以便直接地從已檢測的 成像數據頁取回所述兩頁。完整的亮頁和完整的暗頁將在重建單元中 由其重建，並且這些重建的暗頁和亮頁然後被用於增益補償圖像校正 單元116中的用戶數據頁。因此減少了亮像素值和暗像素值的波動。這 改進了比特識別，因此改善了比特誤差率(BER)。
圖2顯示從棋盤形頁中重建根據本發明第一具體實施方式
的暗圖 像和亮圖像，其中暗像素和亮像素(或單一的黑像素和白像素)塊在 整體棋盤形頁上交替地排列("交錯")成(優選地周期性的)圖案。 在讀出和去交錯(de-interleaved)期間測量暗像素和亮像素，並且通 過插值獲得丟失的信息。圖2左側部分顯示在圖像中的一行中交錯的暗 像素和亮像素。在去交錯(右部)之後，通過插值重建丟失的暗像素 和白像素。圖3中示意性地顯示所述將棋盤形頁200去交錯成暗圖像210 和亮圖像220。
幾種方法可用於插值，比如線性插值或使用樣條(spline)的插值 。插值的準確度取決於棋盤上小方格的大小棋盤上小方格越小插值 越好。在棋盤上小方格大小，從而插值的準確度，和之間存在權衡，以 及棋盤上小方格可以仍多麼好地被識別為暗像素塊或亮像素塊。棋盤 的周期性圖案極大地有助於確定哪些像素塊是暗的，那些像素塊是亮 的。如果圖像的原點以及棋盤上小方格的取向和尺寸被指定(例如在 一個標準中)，那麼可以很精確地確定下一個像素塊的位置。
一旦暗圖像和亮圖像被重建，則它們;故用於通過增益補償來校正 數據圖像。首先從數據圖像中減去暗圖像，然後通過亮圖像將其劃分而規格化(normal ize)所得到圖像校正圖像-(原始圖像-暗圖像)/ (亮圖4象)。
當全息數據存儲系統是這樣以致於其僅要求每個書一個暗圖像和 一個白圖像時，所述棋盤形圖案是極好的解決方案。每個書的通常頁 數(圖像數)在幾百(~200 )的範圍之內，因此僅一個棋盤形頁的開銷 可以忽略。然而，由於介質缺陷，有可能必須分別為每個數據頁獲得 暗圖像和亮圖像。在這種情況下，對於200個數據頁將需要200個棋盤 形頁，導致不想要的大開銷。如根據本發明的另外的具體實施方式
建 議的那樣，該開銷可以通過直接從數據頁本身提取暗圖像和亮圖像而 實際上被消除，因為在圖像自身中嵌入了關於圖像的變化的信息。
用於圖l中所示的光全息設備中的根據該具體實施方式
的重建單 元115的具體實施方式
如圖4所示。其中，在一些迭代步驟中完成提取 暗頁和白頁。
第一，在像素值確定單元301中，檢測出已檢測的成像數據頁的像 素比特值，特別是由切分器電平檢測進行確定。因此儘可能好地確定 出哪些像素是亮的哪些像素是暗的，如同圖5中所示的由已檢測的成像 數據頁400的的交叉陰影線(cross-hatched)塊D和白色塊W。 一旦完 成確定，在暗圖像和亮圖像確定單元302中，通過僅僅考慮已經被賦予 第一比特值(例如"0")的像素從圖像中提取出暗圖像，並且類似地， 通過僅僅考慮已經被賦予第二比特值(不同於第一比特值，例如"r') 的像素從圖像中提取出亮圖像。
然而，在第一迭代步驟中，通過所述像素值確定單元301可能錯誤 地確定一些像素，如圖5所示，其中EW表示錯誤地確定的亮像素而ED表 示錯誤地確定的暗像素。為了防止這些比特誤差通過迭代過程傳播， 對一組亮像素(或暗像素)進行平均，以便全部亮(或暗)像素具有 相同的值，並極大地減少錯誤的像素值的影響。這在圖像處理單元303 中完成，優選地通過對構造的亮(或暗)圖像進行低通濾波，比如通 過平均4*4的像素組。這樣創建的暗圖像和亮圖像用於校正數據圖像， 特別是使用所述圖像校正單元116進行校正。
然後在檢查單元304中，檢查是否已經滿足預定停止標準。例如， 這種停止標準分別可以是預定迭代數、預定比特誤差率或預定截止頻 率或所述區域的尺寸。例如，繼續迭代直到設備的誤差校正(未顯示)可以處理剩餘的比特誤差。
如果已經滿足預定停止標準，那麼對應的信號被反饋回圖像校正
單元116，從而將校正的圖像用作最終圖像並將其輸出。
如果預定停止標準還沒有滿足，那麼由於期望更少的比特誤差， 對應的信號被饋送到參數設置單元305，以增加下一迭代步驟中低通濾 波器的截止頻率(例如在3x3的像素組上平均)。此外，亮圖像和暗圖 像被重建並應用於數據圖像。與棋盤形圖案方法相比，由於迭代過程 而導致該方法要求更多時間，但它極大地減少了開銷。
上述步驟被迭代地執行，直到所述預定標準已經滿足為止。 根據另一個相當類似的具體實施方式
，重建單元115通常具有相同 的單元，但圖像處理單元303適於直接選擇所述已檢測地成像數據頁 400的所述區域F。特別地，圖像處理單元303直接選擇所述暗圖像和所 述亮圖像的區域，對選作暗像素的所述區域中的像素的比特值進行平 均並且對選作亮像素的所述區域中的像素的比特值進行平均，從而獲 得平均暗圖像和平均亮圖像，然後用於校正所述已檢測的成像數據頁 。此外，如果還沒有滿足所述預定停止標準，那麼參數設置單元305適 於改變由所述圖像處理單元303使用的所述暗圖像和所述亮圖像中的 所述區域的尺寸和/或位置。其他全部步驟和單元與上面參照圖4所說 明的具體實施方式
中的步驟和單元相同或至少相當。
優選地，檢查單元適於檢查在已校正的成像檢測數據頁中比特誤 差率是否已經增大，以及參數設置單元305分別地適於在所述比特誤差 率已經減少的情況下提高截止頻率或減少所述區域的尺寸，而在所述 比特誤差率已經增加的情況下降低截止頻率或增大所述區域的尺寸。
圖6中所示的流程圖也表示本發明的優選具體實施方式
的主要步 驟。在第一步驟S1中，確定數據圖像中哪些像素是亮的，哪些像素是 暗的。然而，其中一些像素被錯誤地確定為暗的或亮的。然後，在步 驟S2中，在數據圖像中確定例如6 x 6的像素組。在該組中，全部已確 定的亮像素的平均值在步驟S3中獲得，並且該值被指派給亮圖像中對 應的6 x 6像素中的每一個像素。完成該平均或低通濾波(平均窗口-6x6 )，以減少錯誤確定的像素的影響程度(contribution)。在步驟S4 中對暗像素重複進行類似的過程。這樣，暗圖像和亮圖像被創建，隨 後(步驟S5)用於規格化(校正)數據圖像。下一步回到第一步S1:再次確定哪些像素是亮的，哪些像素是暗 的。如果比特誤差率足夠低，這在步驟S6中進行檢查(在第一迭代中 不考慮)，或者換言之，誤差校正方案可以處理比特誤差，那麼迭代 將被停止(步驟S7)。否則，根據步驟S3和S4中的不同的平均窗口創 建新的暗圖像和亮圖像。如果現在比特誤差率較高，那麼也可能選擇 更大的平均窗口 (例如8x8像素)，即更低的截止頻率。如果比特誤差 率較低(較好)，那麼選擇更較小的平均窗口 (例如5x5或""象素) 。所以，在這個具體實施方式
中，平均窗口或截止頻率使其自身適應 比特誤差率。
儘管在附圖和上述說明中詳細地圖示說明和描述了本發明，但這 種圖示和描述應認為是說明性的或示例性的，而不是限制性的；本發 明不局限於所公開的具體實施方式
。通常，本發明所基於的思想不僅 可以應用於全息數據存儲系統，而且可以應用於圖像處理要求平場(flat fielding)和暗電流校正的其他領域。
本領域的技術人員可以根據對附圖、說明書和所附權利要求的研
他變化。
在權利要求書中，詞語"包含"不排除其他的元件或步驟，並且不 定冠詞"一"或"一個"不排除多個。單個單元可完成權利要求書中所引 用幾項功能。只不過事實在於，在相互不同的從屬權利要求中引用的 某些手段不表示這些手段的組合不能被用於取得優勢。
電腦程式可以被存儲/分配在適當的介質上，比如光學存儲介質 或與其他硬體一起使用或作為其他硬體一部分的固態介質，但是也可
以其他形式分布，比如通過網際網路或其他的有線或無線的遠距離通信 系統。
權利要求中的任何附圖標記不應認為是對範圍的限制。
權利要求
1.光全息設備，用於讀出記錄在全息記錄介質(106)中的數據頁，所述設備包含圖像形成裝置(104，105)，用於形成成像數據頁；圖像檢測裝置(114)，用於檢測所述成像數據頁；重建裝置(115)，用於從分離的包含暗像素和亮像素的圖案的棋盤形頁(200)中或者從所述已檢測的成像數據頁(400)中重建暗圖像和亮圖像；以及圖像校正裝置(116)，用於使用所述重建後的暗圖像和亮圖像通過增益補償來校正所述已檢測的成像數據頁。
2. 根據權利要求l的光全息設備，其中所述圖像校正裝置(116)適於從已檢測的成像數據頁中減去 暗圖像以及由所述亮圖像劃分所得到的圖像，以獲得校正後的圖像數 據頁。
3. 根據權利要求l的光全息設備，其中所述重建裝置(115)適於通過在所述棋盤形頁中測量所述暗 像素和亮像素以及通過在所述測量的暗像素和亮像素之間內插丟失的 像素，從包含暗像素和亮像素的圖案的分離的棋盤形頁(200 )中重建 暗圖像和亮圖像，以獲得完整的暗圖像和亮圖像。
4. 根據權利要求l的光全息設備，其中所述棋盤形頁(200 )包含規律的暗像素和亮像素圖案。
5. 根據權利要求l的光全息設備， 其中所述重建裝置(115)包含像素值確定單元(301)，用於確定已檢測的成像數據頁的像素的 比特值，特別是通過切分器電平檢測進行確定，暗圖像和亮圖像確定單元(302 )，用於通過僅選擇具有第一比特 值的像素作為暗像素來確定暗圖像，以及用於通過僅選擇具有不同於 第一比特值的第二比特值的像素作為亮像素來確定亮圖像；圖像處理單元(303 )，用於對所述暗圖像和所述亮圖像進行低通 濾波，所述經過低通濾波的暗圖像和所述經過低通濾波的亮圖像用於 校正所述已檢測的成像數據頁；檢查單元(304 )，用於檢測是否已經滿足預定停止標準；以及 參數設置單元(305 )，用於在還沒有滿足所述預定停止標準的情況下，改變由所述圖像處理單元低通濾波所述暗圖像和所述亮圖像而使用的截止頻率，其中，所述暗圖像和亮圖像的所述重建交互地進行，直到所述預定標準已經滿足為止。
6. 根據權利要求l的光全息設備， 其中所述重建裝置(115)包含像素值確定單元(301)，用於確定已檢測的成像數據頁的像素的 比特值，特別是通過切分器電平檢測進行確定，暗圖像和亮圖像確定單元(302 )，用於通過僅選擇具有第一比特 值的像素作為暗像素來確定暗圖像，以及用於通過僅選擇具有不同於 第一比特值的第二比特值的像素作為亮像素來確定亮圖像；圖像處理單元(303 )，用於選擇所述暗圖像和所述亮圖像的區域平均所述被選擇作為亮像素的區域中的像素的比特值以得到被用於校正所述已檢測的成像數據頁的平均暗圖像和平均亮圖像；檢查單元(304 )，用於檢查是否已經滿足預定停止標準；以及 參數設置單元(305 )，用於在還沒有滿足所述預定停止標準的情況下，改變由所述圖像處理單元使用的所述暗圖像和所述亮圖像中的所述區域的尺寸和/或位置，其中所述暗圖像和亮圖像的所述重建交互地進行，直到已經滿足所述預定標準為止。
7. 根據權利要求5或6的光全息設備，其所述檢查單元(304 )適於檢查在已校正的成像檢測數據頁中比 特誤差率是否已經增大，以及其中所述參數設置單元(305 )適於如果 所述比特誤差率已經減少則相應地提高截止頻率或減少所述區域的尺 寸，以及如果所述比特誤差率已經增加則相應地降低截止頻率或增大 所述區域的尺寸。
8. 根據權利要求5或6的光全息設備，其中檢查單元(304 )適於分別地將預定迭代數、預定比特誤差率 或預定截止頻率或所述區域的尺寸用作所述預定標準。
9. 電子設備(117)，用於如權利要求l中所限定的用於讀出記錄 在全息記錄介質(106)中的數據頁的光全息設備中，其中所述光學設 備全息設備包含用於形成成像數據頁的圖像形成裝置(104、 105)和 用於檢測所述成像數據頁的圖像檢測裝置(114)，所述電子設備包含重建裝置(115),用於從分離的包含暗像素和亮像素的圖案的棋 盤形頁中或者從所述已檢測的成像數據頁中重建暗圖像和亮圖像，以 及圖像校正裝置(116)，用於使用所述重建後的暗圖像和亮圖像通 過增益補償來校正所述已檢測的成像數據頁。
10. 用於讀出記錄在全息記錄介質(106)中數據頁的方法，所述 方法包含步驟形成成像數據頁， 檢測所述成像數據頁，從包含暗像素和亮像素的圖案的分離的棋盤形頁中或從所述已檢 測的成像數據頁中重建暗圖像和亮圖像，以及使用所述重建的暗圖像和亮圖像通過增益補償來校正所述已檢測 的成像數據頁。
11. 用於如權利要求l中所限定的用於讀出記錄在全息記錄介質( 106)中的數據頁的光全息設備中的方法，其中所述光學設備全息設備 包含用於形成成像數據頁的圖像形成裝置(104、 105)和用於檢測所 述成像數據頁的圖像檢測裝置(114)，所述方法包含步驟從包含暗像素和亮像素的圖案的分離的棋盤形頁中或從所述已檢 測的成像數據頁中重建暗圖像和亮圖像，以及使用所述重建的暗圖像和亮圖像通過增益補償來校正所述已檢測 的成像數據頁。
12. 電腦程式，包含當所述計算^L程序在計算才几上運行時，用 於使得計算機執行如權利要求10或11所述方法的步驟的程序代碼裝置
全文摘要
本發明涉及一種用於讀出記錄在全息記錄介質(106)中的數據頁的光全息設備和對應的方法。為了改進比特誤差率，提供一種用於從分離的包含暗像素和亮像素的圖案的棋盤形頁中或者從已檢測的成像數據頁中重建暗圖像和亮圖像的重建裝置(115)，以及提供一種用於通過使用所述重建後的暗圖像和亮圖像進行增益補償以校正所述已檢測的成像數據頁的圖像校正裝置(116)。
文檔編號G11B7/13GK101517645SQ200780036122
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月26日 優先權日2006年9月29日
發明者F·J·P·舒爾曼斯, F·M·H·克羅姆普沃茨 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司