專利名稱：全像光學(xué)儲存系統(tǒng)中偵測與補償損壞像素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于 一 種全像光學(xué)儲存系統(tǒng)
(Hologram Optical Storage System), 且特另廿是有 關(guān)于全像光學(xué)儲存系統(tǒng)中偵測與補償損壞像素的方 法。
背景技術(shù)：
請參照

圖1 ，其所繪示為全像光學(xué)儲存系統(tǒng)示意 圖。 一 般來說，全像光學(xué)儲存系統(tǒng)1 0 0是由信號光 束(Signal Beam) 1 2 、 資料平面(Data Plane) 1 4、 參考光束 (Reference Beam) 1 6、 儲存媒介 (Storage Medium) 1 8 、 資料光束 (Data Beam) 2 2、 以及光偵領(lǐng)U裝置(Detecting Apparatus) 2 O所 組成。
利用 一 光源，例如激光光源，經(jīng)分光器(未繪示)分成二道光束。其中一道光束照射于一資料平面l 4 后即成為 一 信號光束12 ，也就是說信號光束12中
包有資料平面上1 4所呈現(xiàn)的 一 幅(Frame )影像信息。 而另一道光束即為參考光束l 6。當(dāng)信號光束l 2以 及參考光束l 6同時聚焦于儲存媒介1 8時，信號光 束l 2與參考光束1 6所產(chǎn)生的干涉條紋會形成于一 焦點2 4上，而干涉條紋可視為 一 光柵(Grating )。 之后，當(dāng)儲存媒介1 8僅由參考光束1 6照射時，在 原信號光束1 2的延伸方向(亦即，信號光束的出射 角)會輸出一資料光束2 2。而在資料光束2 2前進 的方向上放置光偵測裝置2 0 ，即可以獲得原資料平 面1 4上的該幅影像信息。 一 般來說，儲存媒介1 8 是為光聚合物(Photopolymer ) o
也就是說，利用全像光學(xué)儲存系統(tǒng)10 0將資料
寫入儲存媒介1 8時，控制電路(未繪示)會先將原
始資料進行編碼并且加入資料校正碼Correction
Code之后轉(zhuǎn)換為 一 幅影像信息并顯示于資料平面1
4上，當(dāng)光束照射于資料平面1 4后即成為 一 信號光
束12。之后，同時將信號光束1 2以及參考光束1
6照射所形成具有干涉條紋的焦點24記錄于儲存媒
介18中，即完成資料的寫入。而利用上述的方式，
全像光學(xué)儲存系統(tǒng)1 0 Q的控制電路可以將大量的原
始資料轉(zhuǎn)換成多數(shù)幅影像信息并依序記錄在儲存媒介
18的不同區(qū)域，因此可大幅提升儲存媒介1 8的記 錄容量。
而利用全像光學(xué)儲存系統(tǒng)100讀取資料時，僅
需利用參考光束1 6'聚焦于儲存媒介18的焦點2
4，即可在原信號光束12的延伸方向會產(chǎn)生資料光
束22，并利用光偵測裝置20即可使得原資料平面
14上的該幅影像信息投影至光偵測裝置20上，當(dāng)
光偵測裝置還原此幅影像信自后，即可經(jīng)由控制電路
進行譯碼并還原成原始資料而全像光學(xué)儲存系統(tǒng)1
00的控制電路還可以依序讀取記錄在儲存媒介18
不同區(qū)域的多數(shù)幅影像信串并經(jīng)過譯碼校正的過程后
回復(fù)該大的原始資料
由上述可知，寫入式(Recording)的全像光學(xué)儲
存系統(tǒng)至少需員備激光光源、資料平面14、以及儲
存媒介18反之，n讀式Read 0nly)的全像光學(xué)
儲存系統(tǒng)至少需具備激光光源、儲存媒介18、以及
光偵測裝置20。而讀寫式的全像光學(xué)儲存系統(tǒng)則需
員備激光光源、資料平面14、儲存媒介18、以及
光偵觀U裝置20
般來說資料平面14即所謂的空間光調(diào)變器
(Spatial Light Modulator,簡稱SLM)， 其可為數(shù)字
微型反身寸鏡數(shù)組(Digital Micro —mirror Device,簡 稱DMD)或液晶面板(Liquid Crystal Display, 簡稱 LCD )。不論是數(shù)字微型反射鏡數(shù)組或者是液晶面板皆 是由多個顯示單元排列成數(shù)組(Array )的形式，并根 據(jù)所有的顯示單元的亮暗影像組合中后，呈現(xiàn)出 一 幅 影像信息， 一 般而言，每個顯示單元皆可稱的為像素 (Pixel )。而光偵測裝置2 0是為電荷耦合組件 (Charge-Coupled Device, 簡稱 CCD)或者互補金氧 化 物 半 導(dǎo) 體 ( Complementary Metal Oxide Semiconductor,簡稱CM0S)。同理，不論是電荷親合 組件或者是互補金氧化物半導(dǎo)體皆是由多個光感測單 元排列成數(shù)組的形式，用以接收資料平面1 4上顯示 單元所呈現(xiàn)出的該幅影像信息，而每個光感測單元也 可稱中為像素(Pixel)。
再者，當(dāng)資料光束2 2上的影像信息投射至光偵 測裝置2 2時，光偵測裝置2 2上的每個像素會根據(jù) 接收的光強度(Intensity)轉(zhuǎn)換為光感測信號并且輸 出，而后續(xù)的控制電路(未繪示)會根據(jù)光感測信號 的大小來決定每個像素所接收的光強度代表"亮"或 者"暗"。當(dāng)控制電路確定光偵測裝置2 2每個像素的
"亮"或者"暗"(也就是影像信息的重建)后，控制 電路即會將此幅影像信息進行譯碼與資料校正的動作 并且還原為原資料。
眾所周知，資料平面1 4上以及光偵泖J裝置20
上的像素有可能會損壞。當(dāng)資料平面14或者光偵測
裝置20上的像素損壞時，皆會使得光偵測裝置20
輸出的光感測信號無法進行辨識，使得全像光學(xué)儲存
系統(tǒng)的資料讀寫錯誤率提咼，因此，如何偵測全像光
學(xué)儲存系統(tǒng)中的損壞像素并且補償損壞像素將是本發(fā)
明的重點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的百的是提出一種全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測損
壞像素的方法，包括下列步驟提供多數(shù)幅影像信/S、
依序顯示于一資料平面上，使得該資料平面中的每個
像素皆會顯不殼以及暗的一種狀態(tài)依序?qū)⒃擄@
示平面上的該些幅影像信息記錄于—儲存媒介中利
用光偵測裝置依序接收記錄于該儲存媒介中的該些
幅影像信使得該光偵測裝置中的每—個像素皆可
接收到該殼以及該暗的種狀態(tài)并使得每個相素皆
可以相對應(yīng)的產(chǎn)生大小不同的光感測信號分別將每
個像素所依序產(chǎn)生大小不同的光感測信號進行相減并
獲得光感測摔號差值將該光感測信號差值與臨
限值進行比當(dāng)該光感；測信.號差值大于該臨P艮值時，
定義該相對應(yīng)的像素為無損壞；以及，當(dāng)該光感測信 號差值小于該臨限值時，定義該相對應(yīng)的像素為 一 損 壞像素。
再者，本發(fā)明的另巨的是提出-種全像光學(xué)系
統(tǒng)中補償像素的方法，運用于資料平面的一區(qū)域中
己知的一亮狀態(tài)會出現(xiàn)—第數(shù)巨與—暗狀態(tài)會出現(xiàn)
一第數(shù)百，包括下列步驟計算光偵測裝置上相
對于該資料平面該區(qū)域上所有像素產(chǎn)生的亮狀態(tài)數(shù)
巨/G、合計算該光偵測裝置上相對于該資料平面該區(qū)
域上所有像素所產(chǎn)生—暗狀態(tài)數(shù)百合當(dāng)該第—數(shù)
巨與該殼狀態(tài)數(shù)百總合相等且該第數(shù)目與該暗狀態(tài)
數(shù)巨總合不相等時，定義損壞像素輸出該暗狀態(tài)
以及，當(dāng)該第一數(shù)巨與該殼狀態(tài)數(shù)百合不相等且該
第—數(shù)巨與該暗狀態(tài)數(shù)巨總合相等時，定義該損壞像
素輸出該殼狀態(tài)。
再者，本發(fā)明的另百的是提出—種全像光學(xué)系
統(tǒng)中偵測損壞像素與補償像素的方法的方法， 運用于
一資料平面的區(qū)域中已知的—殼狀態(tài)會出現(xiàn)一第
數(shù)巨，包括下列步驟:提供多數(shù)幅影像信息依序顯不
于該資料平面上使得該資料平面中的每個像素皆會
顯不該殼以及該暗的種狀態(tài)依序?qū)⒃擄@示平面上
的該些幅影信皁記錄于一儲存媒介中利用一光偵 亮以及該暗的二種狀態(tài)并使得每 一 個相素皆可以相對 應(yīng)的產(chǎn)生大小不同的光感測信號；分別將每個像素所
依序 感測
產(chǎn)生
該些幅影
皆可接收
素皆可以
將每個像
減并獲逾
大小不同的光感測信號進行；
差值；當(dāng)該光感測信號差值小于該臨限值時，
定義該相對應(yīng)的像素為— 損壞像素;當(dāng)該損壞素
于相對應(yīng)于該資料平面的該區(qū)域上時，計算該光偵
裝置上相對于該資料平面該區(qū)域上所有像素產(chǎn)生的
殼狀態(tài)數(shù)巨心、合.當(dāng)該第一數(shù)百與該亮狀態(tài)數(shù)巨
不相等時，定義一損壞像素輸出該殼狀態(tài)以及，
該第數(shù)巨與該亮狀態(tài)數(shù)巨總合相等時，定義該損
像素輸出該暗狀態(tài)0
圖說明
為了使審査員能更進 一 步了解本發(fā)明特征及技術(shù)
內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然
而所附的附圖僅提供參考與說明，并非用來對本發(fā)明
加以限制，中
圖1所么厶示為全像光學(xué)儲存系統(tǒng)示意圖-
圖2所繪示為本發(fā)明全像光學(xué)儲存系統(tǒng)中偵泖J損
壞像素的方法流程圖。圖3所繪示為本發(fā)明全像光學(xué)儲存系統(tǒng)確認光
置或者資料平面上損壞像素的方法流程圖。
圖4所繪示為本發(fā)明補償損-壞像素的示意圖。
具體實施例方式
請參照圖2 ，其所繪示為本發(fā)明全像光學(xué)儲存系 統(tǒng)中偵測損壞像素的方法流程圖。首先，提供多數(shù)幅 影像信息依序顯示于資料平面上，使得資料平面中的 每個像素皆會顯示"亮"以及"暗"的二種狀態(tài)(步 驟1 0 )。接著，依序?qū)@示平面上的該些幅影像信息 記錄于儲存媒介中(步驟2 Q )。接著，利用光偵測裝 置依序接收記錄于儲存媒介中的該些幅影像信息，因 此光偵測裝置中的每 一 個像素皆可接收到"亮"以及 "暗"的光強度使得每 一 個相素皆可以相對應(yīng)的產(chǎn)生 大小不同的光感測信號(步驟3 0 )。接著，分別將每 個像素所依序產(chǎn)生大小不同的光感測信號進行相減并 獲得 一 光感測信號差值(步驟4 0 )。將光感測信號差 值與 一 臨限值(Threshold)進行比較(步驟5 0 )， 當(dāng)光感測信號差值大于該臨限值時，代表該像素?zé)o損 壞(步驟6 0 );當(dāng)光感測信號差值小于該臨限值時， 則定義相對應(yīng)的像素為損壞像素(步驟7 0 )。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，全像光學(xué)儲存系統(tǒng)可以根
14據(jù)光偵測裝置上的像素所產(chǎn)生的光感測信號來決定該 像素是否為損壞像素。舉例來說，當(dāng)光偵測裝置上的 像素為損壞像素時，不論其接收的光強度為"亮"或 者"暗"的狀態(tài)，像素輸出的光感測信號并不會改變， 使得光感測信號差值會小于該臨現(xiàn)值，而定義出該損 壞像素。反之，當(dāng)光偵測裝置上的像素為可根據(jù)光強 度為"亮"或者"暗"的狀態(tài)輸出的大小不同的光感 測信號，使得光感測信號差值會大于該臨現(xiàn)值。
再者，光偵測裝置上的像素有可能并未損壞而是 資料平面上的像素損壞，在此情形也會使得讀取資料 時產(chǎn)生錯誤。因此利用本發(fā)明所提出的方式也可以找 出損壞的像素。舉例來，當(dāng)資料平面上的像素為損壞 像素時，不論其發(fā)射的光強度為"亮"或者"暗"的 狀態(tài)，儲存于儲存媒介時并沒有差異，使得讀取時光 偵測裝置的像素?zé)o法產(chǎn)生大小不同的光感測信號，因 此光感測信號差值會小于該臨現(xiàn)值，而定義出該像素 為損壞像素。反之，當(dāng)資料平面上的像素?zé)o損壞時， 在讀取時光偵測裝置的像素可以產(chǎn)生大小不同的光感 測信號，因此光感測信號差值會大于該臨現(xiàn)值。
而為了要偵測出損壞的像素為資料平面上的像素 或者光感測單元的像素時，如圖3所繪示，使用者可將全像光學(xué)儲存系統(tǒng)中的儲存媒介移除，使得 一 全亮
的激光束直接照射于該光偵測裝置(步驟75 )并判 斷光偵測裝置的像素所輸出的光感測信號(步驟8 0 )，當(dāng)該像素可輸出 一 較大的光感測信號時，代表光
感測裝置上的像素正常，此時代表資料平面上的像損壞步驟90);反之當(dāng)該像素?zé)o法輸出較大的光感測信時代表光感測裝上的像素損壞步驟)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，全像光學(xué)儲存系統(tǒng)
的控制電路會先利用光偵測裝置上分別的像素輸出的
光感測信號進行像素的損壞偵測也就是利用分別像
素輸出的大小不同的光感測信號進行相減產(chǎn)生一光感
測信號差值，并以光感測信號差值與臨線值進行比
對即可以狀得像素是否有損壞當(dāng)確定像素確實損壞
時，再進一步確認損壞的像素系為資料平面上的像素
或者光感測單元的像素再者，本發(fā)明實施例提出以
全殼的激光束直接照射該光偵測裝置c步驟75
用以進—止 少確認損壞的像素是為資料平面上的像素或
者光感測單元的像素當(dāng)然，本發(fā)明也可以用全暗
的激光束亦即，不發(fā)射激光束直接照射該光偵測
裝置用也可以根據(jù)像素輸出的光感測信號來以進止 少
確認損壞的像素是為資料平面上的像素或者光感測單
元的像素。或者5本發(fā)明也可以用全殼的激光束與
16
全暗的激光束父互昭 八、、射該光偵測裝置用也可以根據(jù)
像素輸出的光感測信號的狀況來以確認損壞的像素是
為資料平面上的像素或者光感:測單元的像素t
再者，當(dāng)損壞的像素被偵測出來之后，由于控制
電路已經(jīng)記載了損壞像素的位置，因此控制電路進行
—幅影像信息的譯碼與資料校正的能力也可以有效提
升"i主參圖4，苴 Z 、所繪示為本發(fā)明補償損壞像素的
示意圖。般來說，在資料形成 一 幅影像信息的編碼
過程，為了能夠使得影像信正確的被譯碼，—幅影
像樣自可被劃分為多個區(qū)域(Region), 而每個區(qū)域中
殼"以及暗像素的數(shù)目要先預(yù)知，一般都是設(shè)
計在"殼"以及暗像素數(shù)目 一 樣多。
以圖4來做進步的說明，假設(shè)經(jīng)過本發(fā)明所揭
露偵測損壞像素的方法后，已經(jīng)確認某 一 特定區(qū)域像
素D 3 2為損壞像素。當(dāng)光偵測裝置接收 一 幅影像信息 后輸出的光感測信號大小得知該區(qū)域的像素D 1 1 、 D
2 2 、 D 4 1接收到"暗"的光感測信號以及像素D 1
2 、 D 2 1 、 D 3 1 、 D 4 2接收到"亮"的光感測信號。 因此，控制電路可以在"亮 樣多的前提之下將損壞像素 光感測信號，使得整個光偵 區(qū)域具有相同數(shù)目的"亮"
"以及"暗"像素數(shù)目一 D 3 2補償為代表"暗"的
測裝置所接收到的該特定 以及"暗"像素。當(dāng)每個
區(qū)域錯誤的像素皆補償完成后，所形成的該幅影像信 息即可進行譯碼。因此，本發(fā)明的補償損壞像素方法 可以有效的預(yù)估損壞像素代表"亮"的像素或者"暗' 像素。使得進行損壞像素的補償之后，該幅影像信息 可以有效的降低資料錯誤率以及提升該幅影像信息的 譯碼成功率。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上， 然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技術(shù)者，在不
脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種更動與潤飾， 因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的 為準。
權(quán)利要求
1.一種全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測損壞像素的方法，其特征在于，包括下列步驟提供多數(shù)幅影像信息依序顯示于一資料平面上，使得該資料平面中的每個像素皆會顯示一亮以及一暗的二種狀態(tài)；依序?qū)⒃擄@示平面上的該些幅影像信息記錄于一儲存媒介中；提供一激光束直接照射于一光偵測裝置；利用該光偵測裝置依序接收記錄于該儲存媒介中的該些幅影像信息，使得該光偵測裝置中的每一個像素皆可接收到該亮以及該暗的二種狀態(tài)并使得每一個相素皆可以相對應(yīng)的產(chǎn)生大小不同的光感測信號；分別將每個像素所依序產(chǎn)生大小不同的光感測信號進行相減并獲得一光感測信號差值；將該光感測信號差值與一臨限值進行比較；當(dāng)該光感測信號差值大于該臨限值時，定義該相對應(yīng)的像素為無損壞；以及當(dāng)該光感測信號差值小于該臨限值時，定義該相對應(yīng)的像素為一損壞像素。
2.如權(quán)利要求1所述的全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測損 壞像素的方法，其特征在于，其中還包括下列步驟提供-.全亮的激光束與 一 全暗的激光束昭射于該光偵裝置用；當(dāng)該像素可輸出相對應(yīng)的大振幅光感測信號時與相對應(yīng)的小振幅光感測信號時，定義為該資料平面上的像素損壞以及當(dāng)該像素?zé)o法輸出該相對應(yīng)的大振幅光感測信號時與該相對應(yīng)的小振幅光感測信號時，定義為該光感裝置上的像素損壞
3.如權(quán)利要求i所述的全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測損壞像素的方法，特征在于，其中該資料平面是為一六間光調(diào)變驅(qū) 奮。
4. 如權(quán)利要求i所述的全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測損壞德素的方法，特征在于，其中該儲存媒介是為光聚合
5. 如權(quán)利要求i所述的全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測損壞像素的方法，特征在于，其中該光偵測裝置是為電荷親合組件或者互補金氧化物半導(dǎo)體-
6.種全像光學(xué)系統(tǒng)中補償像素的方法，運用于資料平面的區(qū)域中已知的亮狀態(tài)會出現(xiàn)第一數(shù)目與一暗狀態(tài)會出現(xiàn)一第二數(shù)目，其特征在于， 包括下列步驟計算 一 光偵測裝置上相對于該資料平面該區(qū)域上所有像素產(chǎn)生的 一 亮狀態(tài)數(shù)目總合；計算該光偵測裝置上相對于該資料平面該區(qū)域上所有像素所產(chǎn)生 一 暗狀態(tài)數(shù)目總合；當(dāng)該第 一 數(shù)目與該亮狀態(tài)數(shù)目總合相等且該第二數(shù)百與該暗狀態(tài)百總合不相等時，定義-■損壞像素輸出該暗狀態(tài)以及當(dāng)該第數(shù)巨與該亮狀態(tài)數(shù)百總合不相等且該第一數(shù)巨與該暗狀態(tài)數(shù)百心、合相等時，定義該損壞像素輸出該殼狀態(tài)
7. 種全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測損壞像素與補償像素的方法的方法，運用于一資料平面的區(qū)域中已知的殼狀態(tài)會出現(xiàn)一第數(shù)百苴 z 、特征在于，包括下列止 少驟提供多數(shù)幅影像信息依序顯不于該資料平面上，使得該資料平面中的每個像素皆會顯示該殼以及該暗的—種狀態(tài)依序?qū)⒃擄@示平面上的該匙幅影像信AS、記錄于儲存媒介中提供光束直接照射于光'裝置；利用 一 光偵測裝置依序接收記錄于該儲存媒介中的該些幅影像信息，使得該光偵測裝置中的每 一 個像 素皆可接收到該亮以及該暗的二種狀態(tài)并使得每 一 個 相素皆可以相對應(yīng)的產(chǎn)生大小不同的光感測信號；分別將每個像素所依序產(chǎn)生大小不同的光感測信號進行相減并獲得 一 光感測信號差值；當(dāng)該光感測信號差值小于該臨限值時，定義該相 對應(yīng)的像素為 一 損壞像素；當(dāng)該損壞像素位于相對應(yīng)于該資料平面的該區(qū)域 上時，計算該光偵測裝置上相對于該資料平面該區(qū)域 上所有像素產(chǎn)生的一亮狀態(tài)數(shù)目總合；當(dāng)該第 一 數(shù)目與該亮狀態(tài)數(shù)目總合不相等時，定 義一損壞像素輸出該亮狀態(tài)；以及當(dāng)該第 一 數(shù)目與該亮狀態(tài)數(shù)目總合相等時，定義 該損壞像素輸出該暗狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測損 壞像素與補償像素的方法的方法，其特征在于，其中 還包括下列步驟提供一全亮的激光束與一全暗的激光束照射于該光偵測裝置用；當(dāng)該像素可輸出 一 相對應(yīng)的大振幅光感測信號時 與 一 相對應(yīng)的小振幅光感測信號時，定義為該資料平面上的像素損壞；以及當(dāng)該像素?zé)o法輸出該相對應(yīng)的大振幅光感測信號 時與該相對應(yīng)的小振幅光感測信號時，定義為該光感 測裝置上的像素損壞。
9 .如權(quán)利要求7所述的全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測損 壞像素與補償像素的方法的方法，其特征在于，其中 該資料平面是為 一 空間光調(diào)變器，且該空間光調(diào)變器包括 一 數(shù)字微型反射鏡數(shù)組或 一 液晶面板。
10.如權(quán)利要求7所述的全像光學(xué)系統(tǒng)中偵測 損壞像素與補償像素的方法的方法，其特征在于，其中該光偵測裝置是為 一 電荷耦合組件或者 一 互補金氧 化物半導(dǎo)體。
全文摘要
一種全像光學(xué)儲存系統(tǒng)中偵測損壞像素的方法，包括提供多數(shù)幅影像信息依序顯示于一資料平面上，資料平面中的每個像素皆會顯示一亮一暗的二種狀態(tài)；依序?qū)⒃撔┓跋裥畔⒂涗浻谝粌Υ婷浇橹校焕靡还鈧蓽y裝置接收記錄于儲存媒介中的幅影像信息，使得光偵測裝置中的每一個像素皆可接收到亮暗的二種狀態(tài)使得每一個相素皆可以相對應(yīng)的產(chǎn)生大小不同的光感測信號；分別將兩光感測信號進行相減并獲得一光感測信號差值；將光感測信號差值與一臨限值進行比較；當(dāng)光感測信號差值大于臨限值時，定義相對應(yīng)的像素為無損壞；以及，當(dāng)光感測信號差值小于臨限值時，定義相對應(yīng)的像素為一損壞像素。
文檔編號H04N5/89GK101193247SQ20061014976
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月27日
發(fā)明者張佳彥, 鄭新平 申請人:建興電子科技股份有限公司