專(zhuān)利名稱(chēng)：根據(jù)成像數(shù)據(jù)重建數(shù)據(jù)頁(yè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)采樣的檢測(cè)圖像來(lái)重建該數(shù) 據(jù)頁(yè)的電子設(shè)備及相應(yīng)的方法。此外，本發(fā)明涉及包括所述電子設(shè)備 的光學(xué)全息設(shè)備。另外，本發(fā)明涉及供所述光學(xué)全息設(shè)備中使用的相 應(yīng)方法。最后，本發(fā)明涉及一種用于在軟件中實(shí)現(xiàn)所述方法的計(jì)算機(jī) 程序。
背景技術(shù)：
光學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)特別是全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(HDSS )保證高數(shù)據(jù)容量(例 如在12厘米盤(pán)上的1T字節(jié))和高數(shù)據(jù)傳輸率(G位/秒)。全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系 統(tǒng)優(yōu)于其他光學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，其利用媒體的真實(shí)三維(3D)體 積來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，使大容量成為可能。在IEEE的會(huì)議紀(jì)錄(2004年)第92 巻第8號(hào)第1231-1280頁(yè)刊登的由Lambertus Hesselink、 Sergei S. Orlov和MatthewC. Bashaw撰寫(xiě)的"全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，，("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 )中給出了全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的概述。
在全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(HDS)中，可以將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以基于頁(yè)面的形式存儲(chǔ) 在全息媒體中，即作為數(shù)據(jù)頁(yè)存儲(chǔ)在全息媒體中。激光可以透射通過(guò)空 間光調(diào)制器(SLM)，其包含二進(jìn)制數(shù)據(jù)。該光束和參考光束的干涉圖可 以被記錄在該媒體中作為被記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)?？梢?xún)H利用參考光束而由光 學(xué)全息設(shè)備讀出所記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)，并且可以在CCD傳感器或CMOS芯片上檢 測(cè)原始數(shù)據(jù)頁(yè)。由于該記錄的全息性質(zhì)，可以在該全息媒體的同一個(gè)位 置存儲(chǔ)好幾百個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)。
CCD傳感器上的圖像應(yīng)當(dāng)被變換成原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)。重建數(shù)據(jù)頁(yè)的一 種方法是通過(guò)利用像素匹配的SLM和CCD傳感器。 一種可能是SLM的每個(gè)像 素都與CCD上的一個(gè)像素匹配并且僅利用閾值電平來(lái)決定數(shù)據(jù)位是O還是 1。但是，這對(duì)光學(xué)全息設(shè)備的所有光學(xué)器件的對(duì)準(zhǔn)設(shè)置了限制。CCD區(qū)域的內(nèi)部成像，即CCD對(duì)該圖像過(guò)采樣，從而檢測(cè)到過(guò)采樣的檢測(cè) 圖像。因此，在這種全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，CCD上的數(shù)據(jù)頁(yè)圖像的放大率、旋 轉(zhuǎn)和位置都是未知的?，F(xiàn)在該數(shù)據(jù)頁(yè)中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可用來(lái)計(jì)算該CCD上的 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的放大、旋轉(zhuǎn)和位置。然后基于CCD上的位置利用這些參數(shù)來(lái)重 建該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
已經(jīng)提出了一些方法來(lái)檢測(cè)誤差，特別是圖像檢測(cè)器中的不均勻性 或者激光束輪廓中的不均勻性，例如在US 2005/0018263中描述的方法利 用分?jǐn)?shù)延遲濾波技術(shù)，其中基于檢測(cè)圖像中的配準(zhǔn)(registration)標(biāo) 記來(lái)確定放大系數(shù)和偏移系數(shù)。在WO 2005/057584 Al中描述的另一種方 法提議對(duì)所檢測(cè)的成像數(shù)據(jù)頁(yè)中的莫爾圖進(jìn)行檢測(cè)并且根據(jù)莫爾圖對(duì)成 像數(shù)據(jù)頁(yè)進(jìn)行修改。根據(jù)CCD圖像來(lái)重建數(shù)據(jù)頁(yè)經(jīng)常依賴(lài)于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的使 用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的用于根據(jù)數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)采樣的檢測(cè) 圖像來(lái)重建該數(shù)據(jù)頁(yè)的電子設(shè)備和相應(yīng)的方法。此外，本發(fā)明的目的在 于提供一種分別包括所述電子設(shè)備和方法的光學(xué)全息設(shè)備和相應(yīng)的方 法。另外，應(yīng)當(dāng)提供一種用于實(shí)現(xiàn)所述方法的計(jì)算機(jī)程序。特別地，有 益的是實(shí)現(xiàn)一種不使用參考標(biāo)記或莫爾圖的電子設(shè)備和相應(yīng)的方法。
在本發(fā)明的第一方面，提供一種如權(quán)利要求l中限定的電子設(shè)備，所 述設(shè)備包括
提取單元，其用于從所述過(guò)釆樣的檢測(cè)圖像中提取過(guò)采樣因子， 確定單元，其用于通過(guò)利用所述提取出的過(guò)采樣因子來(lái)確定相對(duì)于
所述數(shù)據(jù)頁(yè)而對(duì)所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像進(jìn)行校正的校正信息，以及
校正單元，其用于通過(guò)利用所述已確定的校正信息來(lái)校正所述過(guò)采
樣的檢測(cè)圖像。
在本發(fā)明的另一方面，提出了一種光學(xué)全息設(shè)備，其用于讀出在全 息記錄媒體中記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)，所述設(shè)備包括
圖像檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)所記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)釆樣的檢測(cè)圖像，
以及
如權(quán)利要求l中限定的電子設(shè)備，其用于根據(jù)所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像 來(lái)重建數(shù)據(jù)頁(yè)。
6在本發(fā)明的又一方面，提出了一種計(jì)算機(jī)程序，其包括程序代碼裝 置，用于當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)使該計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要
求11或12中所要求的方法的各個(gè)步驟。
其他獨(dú)立權(quán)利要求中限定了相應(yīng)的方法。從屬權(quán)利要求中限定了本 發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，電子設(shè)備、方法和計(jì)算機(jī)程序具有與這 些從屬權(quán)利要求中所限定的相似和/或相同的優(yōu)選實(shí)施例。
作為一個(gè)基本思想，本發(fā)明包括以下認(rèn)識(shí)，即有益的是根據(jù)數(shù)據(jù)頁(yè) 的過(guò)采樣的檢測(cè)圖像來(lái)重建所迷數(shù)據(jù)頁(yè)，以便從所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像 本身中提取有關(guān)所述不均勻性的校正信息。然后將這種提取出的校正信 息用于校正所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像，與大部分已知方法相反，這最終避 免了使用參考標(biāo)記(也稱(chēng)為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或基準(zhǔn)標(biāo)志)或莫爾圖進(jìn)行所述重 建的必要性。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以在不使用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的情況下從檢測(cè)圖像 中提取數(shù)據(jù)的放大、旋轉(zhuǎn)和位置。信號(hào)處理方案利用正確的過(guò)采樣因子 和起始點(diǎn)(相位t0)對(duì)檢測(cè)圖像進(jìn)行重新采樣。此外，可以利用例如快 速傅里葉變換即FFT或者其他已知的巻積變換來(lái)提取該過(guò)采樣因子，并且 可以利用修正的巻積積分來(lái)計(jì)算該起始點(diǎn)。
不使用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是可以避免費(fèi)時(shí)的交叉相關(guān)以精確 地找到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置，以及釋放了這些對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記所需的數(shù)據(jù)空間，由 此為數(shù)據(jù)留下更多的可用空間同時(shí)還提供數(shù)據(jù)檢索過(guò)程的魯棒性。
優(yōu)選的是，提取單元進(jìn)一步包括推導(dǎo)元件，其用于導(dǎo)出在所述過(guò)采 樣的檢測(cè)圖像中的暗線(xiàn)的周期性，其中優(yōu)選的是，所述推導(dǎo)元件進(jìn)一步 包括巻積變換元件，其用于在所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的至少一列和/或行 上進(jìn)行巻積變換，特別是進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT),以便導(dǎo)出所述周期性。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所迷確定單元進(jìn)一步適于
將所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的至少一列/行的所述數(shù)據(jù)與模擬
(artificial)周期函數(shù)相比較，所述模擬周期函數(shù)具有與所導(dǎo)出的周
期性相對(duì)應(yīng)的頻率并且具有相對(duì)于所述數(shù)據(jù)頁(yè)的已知偏移，
利用至少一個(gè)其他的已知偏移來(lái)重復(fù)所述比較，以及
確定在所述經(jīng)比較的已知偏移當(dāng)中的最佳匹配偏移，該最佳匹配偏 移具有與所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的至少一列和/或行的數(shù)據(jù)的偏移的最
7佳匹配，并且將所述最佳匹配偏移確定為所述校正信息的一部分。 在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述確定單元進(jìn)一步適于 對(duì)所述模擬周期函數(shù)和所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的至少 一 列/行進(jìn)行
巻積，以及
檢測(cè)所述巻積的最大值。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述確定單元可以進(jìn)一步適于利 用修正的巻積積分，所述修正包括所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的所述至少一 列/行的數(shù)據(jù)信號(hào)與所述周期函數(shù)相乘，并且所述確定單元適于將所述周 期函數(shù)移動(dòng)一個(gè)周期通過(guò)所述數(shù)據(jù)信號(hào)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述校正單元能夠進(jìn)一步包括重新采樣元件，
;樣的檢測(cè)圖像的:列和/或各行進(jìn)行重新采樣。優(yōu)選的是:提供閾值元 件，其用于通過(guò)利用所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的每列和/或行和/或區(qū)域的 直方圖確定限制元件的閾值。另外，可以引入起動(dòng)元件，其用于通過(guò)利 用至少一列和/或行的總和的非零值作為所述重建的數(shù)據(jù)頁(yè)的開(kāi)始來(lái)檢 測(cè)所述數(shù)據(jù)頁(yè)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)邊界從而確定所述重建的數(shù)據(jù)頁(yè)的開(kāi)始。


本發(fā)明的這些和其他方面將從下文中描述的(多個(gè))實(shí)施例中變 得明了并且參考所述實(shí)施例得以闡明。在下面的附圖中 圖i示出本發(fā)明的光學(xué)全息設(shè)備的實(shí)施例，
圖2示出本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖，以及
圖3示出圖解說(shuō)明相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序的主要步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)全息設(shè)備，其利用相位共軛讀
出。該光學(xué)設(shè)備包括輻射源100、準(zhǔn)直器101、第一分束器102、空間 光調(diào)制器103、第二分束器104、透鏡105、第一偏轉(zhuǎn)器107、笫一望 遠(yuǎn)鏡108、第一反射鏡109、半波片110、第二反射鏡lll、第二偏轉(zhuǎn) 器112、第二望遠(yuǎn)鏡113、檢測(cè)器114、包括提取單元118的電子設(shè)備 117、確定單元119和校正單元120。該光學(xué)設(shè)備用來(lái)將數(shù)據(jù)記錄在全 息媒體106中并且從全息媒體106讀取數(shù)據(jù)。電子設(shè)備117能夠是專(zhuān)用集成電路或者其他硬件，其單獨(dú)地分布 并且能夠例如增加到現(xiàn)有的全息光學(xué)設(shè)備。可選擇的是，提取單元118、 確定單元119和校正單元120的功能也可以在例如計(jì)算機(jī)或微處理器 上運(yùn)行的軟件中實(shí)現(xiàn)。
在全息媒體106中記錄數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)程中，借助于第一分束器102 將輻射源100生成的輻射束的一半朝空間光調(diào)制器103發(fā)送。這部分 輻射束稱(chēng)為信號(hào)束SB。借助于第一偏轉(zhuǎn)器107將輻射源100生成的輻 射束的一半朝望遠(yuǎn)鏡108偏轉(zhuǎn)。這部分輻射束稱(chēng)為參考束RB。借助于 空間光調(diào)制器103對(duì)信號(hào)束SB進(jìn)行空間調(diào)制。空間光調(diào)制器103包括 透射區(qū)和吸收區(qū)，其對(duì)應(yīng)于待記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)的0數(shù)據(jù)位和1數(shù)據(jù)位。 在信號(hào)束穿過(guò)空間光調(diào)制器103之后，其攜帶要被記錄在全息媒體106 中的信號(hào)，即要被記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)。然后借助于透鏡105將該信號(hào)束聚 焦在全息媒體106上。
借助于第一望遠(yuǎn)鏡108也將參考束RB聚焦在全息媒體106上。由 于信號(hào)束SB和參考束RB之間的干涉，因此數(shù)據(jù)頁(yè)以干涉圖的形式記 錄在全息媒體106中。 一旦將數(shù)據(jù)頁(yè)記錄在全息媒體106中，就將另 一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)記錄在全息媒體106的同一個(gè)位置。為此目的，與該數(shù)據(jù) 頁(yè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)被發(fā)送到空間光調(diào)制器103。第一偏轉(zhuǎn)器107旋轉(zhuǎn)從而修 改參考信號(hào)相對(duì)于全息媒體106的角度。第一望遠(yuǎn)鏡108用于在旋轉(zhuǎn) 時(shí)保持參考束RB處于同一位置。因此在全息媒體106的同一位置利用 不同圖案來(lái)記錄干涉圖。這稱(chēng)為角度多路復(fù)用。用于記錄多個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè) 的全息媒體106的同一個(gè)位置被稱(chēng)為巻(book)。
可選擇的是，可以調(diào)諧該輻射束的波長(zhǎng)以便將不同的數(shù)據(jù)頁(yè)記錄 在同一巻中。這稱(chēng)為波長(zhǎng)多路復(fù)用。也可以利用其他種類(lèi)的多路復(fù)用 將數(shù)據(jù)頁(yè)記錄在全息媒體106中，所述其他種類(lèi)的多路復(fù)用如偏移多 路復(fù)用。
在從全息媒體106讀出數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)程中，將空間光調(diào)制器103制; 成完全是吸收性的，從而沒(méi)有光束能夠穿過(guò)空間光調(diào)制器103。移開(kāi)第 一偏轉(zhuǎn)器107，從而使輻射源100生成且穿過(guò)分束器102的那部分輻射 束經(jīng)由第一反射鏡109、半波片110和第二反射鏡111而到達(dá)第二偏轉(zhuǎn) 器112。如果利用角度多路復(fù)用而將數(shù)據(jù)頁(yè)記錄在全息媒體106中并且 要讀出給定數(shù)據(jù)頁(yè)，那么將第二偏轉(zhuǎn)器12設(shè)置為其相對(duì)于全息媒體106的角度與用于記錄該給定全息圖的角度相同。因此由第二偏轉(zhuǎn)器 112偏轉(zhuǎn)且借助于第二望遠(yuǎn)鏡113而聚焦在全息媒體106中的信號(hào)是用 于記錄該給定全息圖的參考信號(hào)的相位共軛。如果例如利用波長(zhǎng)多路 復(fù)用而將數(shù)據(jù)頁(yè)記錄在全息媒體106中并且將要讀出給定數(shù)據(jù)頁(yè)，那 么使用相同的波長(zhǎng)來(lái)讀取該給定數(shù)據(jù)頁(yè)。
然后該參考信號(hào)的相位共軛被信息圖衍射，其形成重建的信號(hào)束， 然后其經(jīng)由透鏡105和第二分束器104而到達(dá)檢測(cè)器114。因此在檢測(cè) 器114上形成成像的數(shù)據(jù)頁(yè)，并且由所述檢測(cè)器114檢測(cè)該已成像的 數(shù)據(jù)頁(yè)。檢測(cè)器114包括多個(gè)像素。在所顯示的實(shí)施例中，檢測(cè)器114 具有比成像數(shù)據(jù)頁(yè)更多的像素，即該圖像被檢測(cè)器114過(guò)采樣。在任 何情況下，成像數(shù)據(jù)頁(yè)應(yīng)當(dāng)按照其一個(gè)位或給定數(shù)量的位照射到檢測(cè) 器114的相應(yīng)像素上的方式而小心地與檢測(cè)器114對(duì)準(zhǔn)。
現(xiàn)在，在該系統(tǒng)中存在許多自由度，從而使成像數(shù)據(jù)頁(yè)不一定小 心地與檢測(cè)器114對(duì)準(zhǔn)。例如，在與重建的信息束的軸相垂直的方向 上，全息媒體106相對(duì)于檢測(cè)器114的位移導(dǎo)致平移失配。全息媒體 106或檢測(cè)器114的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致在已成像的數(shù)據(jù)頁(yè)與檢測(cè)器114之間的角 度誤差。在與重建的信息束的軸相平行的方向上，全息媒體106相對(duì) 于檢測(cè)器114的位移導(dǎo)致放大誤差，這意味著成像數(shù)據(jù)頁(yè)的位(或者 給定數(shù)量的位)的尺寸與檢測(cè)器114的像素的尺寸不同。
此外，如上面所解釋的，在數(shù)據(jù)寫(xiě)入過(guò)程中以及在讀出過(guò)程中激 光束的空間光強(qiáng)波動(dòng)導(dǎo)致在剛一讀出時(shí)所獲得的圖像具有不希望有的 變化。另外，圖像檢測(cè)器114的不均勻像素響應(yīng)加重了這些不希望的 變化。此外，全息媒體106可能不均勻地散射該激光，使圖像中的強(qiáng) 度波動(dòng)甚至更加嚴(yán)重。這些變化使正確的位檢測(cè)很困難。
因此，根據(jù)本發(fā)明，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)采樣的檢測(cè)圖像來(lái) 重建數(shù)據(jù)頁(yè)的電子設(shè)備117利用提取單元118、確定單元119和校正單 元120，該提取單元用于從所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像中提取過(guò)采樣因子，
而對(duì)所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像進(jìn)行校正的校正信息，該校正單元用于通 過(guò)利用所確定的校正信息來(lái)校正所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像。下面參考圖2 和3來(lái)描述上面提到的單元118、 119、 120的功能的各個(gè)細(xì)節(jié)。
圖2示出本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖，所述方法用于根據(jù)數(shù)
10據(jù)頁(yè)的過(guò)采樣的檢測(cè)圖像來(lái)重建所述數(shù)據(jù)頁(yè)。沿著塊的方向自頂?shù)降?來(lái)描述該流程圖。
塊S1 "CCD圖像，，在HDS中，SLM對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)頁(yè)成像；例如， 使用分辨率為600 x 800個(gè)像素的SLM。這些像素被成像在分辨率為 2048 x 3072個(gè)像素的CCD上。
塊S2和S2a "確定過(guò)采樣因子(T)":由于SLM的像素不是連續(xù) 的，因此每個(gè)像素之間的暗線(xiàn)會(huì)在CCD圖像中顯露出來(lái)。在該CCD圖 像的所有線(xiàn)或行上利用例如快速傅里葉變換(FFT)或其他已知的巻積 變換來(lái)確定這些暗線(xiàn)的周期性。這些線(xiàn)的周期性準(zhǔn)確地表明多少CCD 像素對(duì)應(yīng)于一個(gè)SLM像素。數(shù)據(jù)頁(yè)的CCD圖像的FFT中的峰值顯示出 SLM像素的周期性。例如，如果該峰值在864處，那么3072/864*2是 3.55。因此， 一個(gè)SLM像素將被成像在3. 55個(gè)CCD像素上。
塊S3和S3a "確定相位(t0)":為了對(duì)CCD數(shù)據(jù)進(jìn)行重新采樣， 應(yīng)當(dāng)提供起始點(diǎn)。既然過(guò)采樣因子是已知的，那么可以構(gòu)造與CCD上 的SLM像素相同頻率的周期函數(shù)，例如正弦波。如果該正弦波與CCD 的列進(jìn)行巻積，那么當(dāng)正弦波的峰值與該數(shù)據(jù)信號(hào)的峰值對(duì)準(zhǔn)時(shí)二者 的巻積處于最大值。為了對(duì)此進(jìn)行計(jì)算，可以使用修正的巻積積分， 其將該數(shù)據(jù)信號(hào)和正弦波相乘，但是僅將該正弦波移動(dòng)一個(gè)周期通過(guò) 該數(shù)據(jù)信號(hào)。在下面的公式中，O是過(guò)采樣因子，在該例子中n選擇為 32。
<formula>formula see original document page 11</formula>
在該例子中，為每一列計(jì)算該修正的巻積。由于該最大值的位置
具有過(guò)采樣因子的模，因此在to處兩個(gè)相鄰列之差優(yōu)選不大于該過(guò)釆
樣因子的一半，因此允許最大值45度的旋轉(zhuǎn)。對(duì)于對(duì)準(zhǔn)不良的系統(tǒng)， 在CCD上的數(shù)據(jù)頁(yè)的最大值旋轉(zhuǎn)更接近于僅僅幾度。在每隔30列之間 的t0的線(xiàn)性外插將仍然允許5度的旋轉(zhuǎn)。對(duì)于各行也可以按照相同的 程序。
塊S4和S4a "對(duì)CCD圖像重新采樣"現(xiàn)在可以利用計(jì)算出的過(guò) 采樣因子和t0對(duì)CCD數(shù)據(jù)的各列和各行重新采樣。在該例子中利用線(xiàn) 性外插進(jìn)行重新采樣。但是同樣可以利用更復(fù)雜的重新采樣方法，如"樣條函數(shù)(spline)"。
塊S5和S5a "確定限制電平"現(xiàn)在每個(gè)采樣代表一個(gè)位。在該 例子中每條線(xiàn)的直方圖用于確定該限制器的閾值。也可以選擇每個(gè)區(qū) 域的直方圖，這取決于CCD圖像的強(qiáng)度變化。
塊S6和S6a "確定邊緣"二進(jìn)制位同步數(shù)據(jù)頁(yè)現(xiàn)在是可用的。 剩下的就是找到該數(shù)據(jù)的開(kāi)始，這能夠通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)邊界來(lái)進(jìn)行。歹寸/ 行的總和的非零值是原始頁(yè)的起點(diǎn)的優(yōu)選指示器(telltale)。
塊S7 "重建的數(shù)據(jù)頁(yè)"在圖2的例子中，作為一個(gè)整體來(lái)重建 二進(jìn)制頁(yè)。該方法當(dāng)將CCD圖像分成4個(gè)或9個(gè)塊時(shí)同樣順利地執(zhí)行。 這對(duì)于補(bǔ)償成像系統(tǒng)的失真是很有用的。
本發(fā)明的一種應(yīng)用在于全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基于頁(yè)面的數(shù)據(jù)檢索中， 因?yàn)樵贑CD圖像上的數(shù)據(jù)頁(yè)的精確位置是未知的。本發(fā)明也能夠用于 任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)中，其中在傳感器陣列上的數(shù)據(jù)的精確對(duì)準(zhǔn) 是未知的。
圖3中繪出了另一個(gè)流程圖。該流程圖使用如上所述的圖2的實(shí) 施例的順序和示范性的數(shù)字以便于理解比較。在此基礎(chǔ)上，該流程圖 示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序的主程序代碼塊，利用該 主程序代碼塊能夠在軟件中實(shí)現(xiàn)上述方法。為了避免重復(fù)描述，主要 參考上面圖2的描述，該描述同樣可適用于下面的流程圖。對(duì)圖2進(jìn) 行補(bǔ)充，圖3的流程圖也示出了各列的塊S3和S4的另一種循環(huán)。因 此，圖3的流程如下
塊S1:定義
塊S2:各步驟的初始化"提取各行和各列的過(guò)采樣因子" 塊S3i:"確定每一行的相位(t0)，，，提供t0 —行(3072 ) 快快S4:"對(duì)CCD圖像的所有行重新采樣" 塊S3ii:"為每一列確定相位(t0)"，提供tO —列(3072 ) 塊S4:"對(duì)CCD圖像的所有列重新采樣"，提供CCD圖像(600 x 800 12bpp )
塊S5:"確定限制器電平(例如全局限制器)"，提供CCD圖像 (600 x 800 lbpp)
塊S6:"確定邊界" 塊S7:重建的數(shù)據(jù)頁(yè)盡管在附圖中示出并在前面的描述中詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是
圖示和描述被認(rèn)為是說(shuō)明性的或者是示范性的而非限制性的；本發(fā)明 不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)對(duì)附圖、公開(kāi)內(nèi)容和 隨附的權(quán)利要求的研究，在實(shí)現(xiàn)所要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)可以理解并實(shí) 現(xiàn)對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的其他變化。
在權(quán)利要求中，詞"包括"不排除其他元件或步驟，不定冠詞"一" 不排除有多個(gè)。單個(gè)元件或其他單元可以實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求中列舉的若 干功能。在彼此不同的從屬權(quán)利要求中列舉某些措施并不表明不能有 利地使用這些措施的組合。
術(shù)語(yǔ)"元件，，可以解釋為表示設(shè)備的實(shí)體部分，表示方法的步驟 和/或表示軟件程序的一部分。
計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)/分布在適當(dāng)?shù)拿襟w上，如光學(xué)存儲(chǔ)媒體或者
連同其他硬件一起提供或作為其他硬件的一部分的固態(tài)媒體，但是也 可以以其他形式來(lái)分布，如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程通信系 統(tǒng)。
權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)當(dāng)解釋為對(duì)該權(quán)利要求的范圍 的限制。
1權(quán)利要求
1.一種用于根據(jù)數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)采樣的檢測(cè)圖像來(lái)重建所述數(shù)據(jù)頁(yè)的電子設(shè)備(117)，所述電子設(shè)備包括提取單元(118)，其用于從所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像中提取過(guò)采樣因子，確定單元(119)，其用于通過(guò)利用所提取出的過(guò)采樣因子來(lái)確定相對(duì)于所述數(shù)據(jù)頁(yè)而對(duì)所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像進(jìn)行校正的校正信息，以及校正單元(120)，其用于通過(guò)利用所確定的校正信息來(lái)校正所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像。
2. 如權(quán)利要求1中所述的電子設(shè)備， 其中所述提取單元(118)進(jìn)一步包括推導(dǎo)元件(121)，其用于導(dǎo)出在所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像中的暗線(xiàn)的周期性。
3. 如權(quán)利要求2中所述的電子設(shè)備， 其中所述推導(dǎo)元件(121)進(jìn)一步包括巻積變換元件(122)，其用于在所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的至少一 列和/或行上進(jìn)行巻積變換，特別是進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT)，以 便導(dǎo)出所述周期性。
4. 如權(quán)利要求3中所述的電子設(shè)備， 其中所述確定單元(119)進(jìn)一步適于將所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的至少一列/行的所述數(shù)據(jù)與模擬周期函 數(shù)相比較，所述模擬周期函數(shù)具有與所述導(dǎo)出周期相對(duì)應(yīng)的頻率并且具 有相對(duì)于所述數(shù)據(jù)頁(yè)的已知偏移，利用至少一個(gè)其他的已知偏移來(lái)重復(fù)所述比較，以及 確定在所述經(jīng)比較的已知偏移當(dāng)中的最佳匹配偏移，該最佳匹配 偏移具有與所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的至少一列和/或行的數(shù)據(jù)的偏移 的最佳匹配，并且將所述最佳匹配偏移確定為所述校正信息的一部分。
5. 如權(quán)利要求4中所述的電子設(shè)備， 其中所迷確定單元(119)進(jìn)一步適于將所述模擬周期函數(shù)和所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的至少一列/行巻積，以及檢測(cè)所述巻積的最大值。
6. 如權(quán)利要求5中所述的電子設(shè)備， 其中所述確定單元(119)進(jìn)一步適于利用修正的巻積積分，所述修正包括所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的所 述至少一列/行的數(shù)據(jù)信號(hào)與所述周期函數(shù)相乘，以及 將所述周期函數(shù)移動(dòng)一個(gè)周期通過(guò)所述數(shù)據(jù)信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求1或4中所述的電子設(shè)備， 其中所述校正單元(120)能夠進(jìn)一步包括重新采樣元件(123)，其用于通過(guò)利用所述提取出的過(guò)采樣因子 和所確定的偏移而逐線(xiàn)對(duì)所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的各列和/或各行進(jìn) 行重新采樣。
8. 如權(quán)利要求1中所述的電子設(shè)備， 其中所述校正單元(120)進(jìn)一步包括閾值元件(124)，其用于通過(guò)利用所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像的每列 和/或行和/或區(qū)域的直方圖確定限制元件的閾值。
9. 如權(quán)利要求1中所述的電子設(shè)備， 其中所述校正單元(120)進(jìn)一步包括起動(dòng)元件(125)，其用于通過(guò)利用至少一列和/或行的總和的非 零值作為所述重建的數(shù)據(jù)頁(yè)的開(kāi)始來(lái)檢測(cè)所述數(shù)據(jù)頁(yè)的至少 一個(gè)數(shù)據(jù) 邊界從而確定所述重建的數(shù)據(jù)頁(yè)的開(kāi)始。
10. —種光學(xué)全息設(shè)備，其用于讀出在全息記錄媒體(106)中記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)，所述設(shè)備包括圖像檢測(cè)單元(104， 105， 114)，其用于檢測(cè)所記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò) 采樣的檢測(cè)圖像，以及如權(quán)利要求l中限定的電子設(shè)備(117)，其用于根據(jù)所述過(guò)采樣 的檢測(cè)圖像來(lái)重建數(shù)據(jù)頁(yè)。
11. 一種用于根據(jù)數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)采樣的檢測(cè)圖像重'構(gòu)所述數(shù)據(jù)頁(yè)的 方法，所述方法包括以下步驟從所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像中提取過(guò)采樣因子，通過(guò)利用所提取出的過(guò)采樣因子來(lái)確定相對(duì)于所述數(shù)據(jù)頁(yè)而對(duì)所 述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像進(jìn)行校正的校正信息，以及通過(guò)利用所確定的校正信息來(lái)校正所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像。
12. —種在如權(quán)利要求10中所述的光學(xué)全息設(shè)備中所使用的方法， 所述光學(xué)全息設(shè)備用于讀出全息記錄媒體(106)中記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)，所 述方法包括以下步驟檢測(cè)所記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)采樣的檢測(cè)圖像利用如權(quán)利要求11中所述的方法根據(jù)所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像來(lái)重 建數(shù)據(jù)頁(yè)。
13. —種計(jì)算機(jī)程序，其包括程序代碼裝置，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行 所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)所述程序代碼裝置使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求11或 12中所述的方法的各步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)數(shù)據(jù)頁(yè)的過(guò)采樣的檢測(cè)圖像來(lái)重建所述數(shù)據(jù)頁(yè)的電子設(shè)備(117)和相應(yīng)的方法。為了避免必需將參考標(biāo)記用于所述重建，本發(fā)明提供提取單元(118)，其用于從所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像中提取過(guò)采樣因子；確定單元(119)，其用于通過(guò)利用所述提取出的過(guò)采樣因子來(lái)確定相對(duì)于所述數(shù)據(jù)頁(yè)而對(duì)所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像進(jìn)行校正的校正信息，以及校正單元(120)，其用于通過(guò)利用所確定的校正信息來(lái)校正所述過(guò)采樣的檢測(cè)圖像。本發(fā)明特別涉及一種用于讀出在全息記錄媒體(106)中記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)的光學(xué)全息設(shè)備。
文檔編號(hào)G11B7/00GK101601091SQ200780035742
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者F·M·H·克羅姆普沃茨, O·M·J·范特埃夫 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司