专利名称：：全息储存系统中寻找定位点位置的方法
技术领域：
：本发明是有关于一种全息储存系统中寻找定位点位置的方法，且特别是有关于寻找最佳定位点位置以增进定位点位置精确度的方法。
背景技术：
：全息储存(HolographicStorage)是现今光学储存技术中可储存最高容量的一种技术。其储存容量可高达3.9TB(terabyte:兆字节)。继HD-DVD或蓝光(Blu-Ray)技术后，全息储存技术最有可能成为下一世代的储存方式。全息储存的原理是利用一激光光源，使其经过分光镜(beamsplitter)分成二道光束。一为入射光，一为参考光(referencebeam)。因入射光及参考光是为同调(coherent),所以该入射光经过欲记录的资料与参考光在记录点产生干涉(interference),在全息片(hologram)上形成光栅。若欲读出全息片上的资料，利用参考光打在全息片上即可重建所记录的资料。因全息储存系统的成像原理，可知其对光学系统的要求精准度非常高。但实际应用时光学系统并不可能完美，所以全息储存系统读取资料时(即读取存在全息片的影像资讯)，该资料(影像资讯)会有偏移(Shift)的产生。如果影像资讯偏移，那么读取出来的资料也不会正确。所以例如InPhase公司在US2005/0286388提出在全息储存系统的设计中，设置一些定位点(reservedblock)在其记录的影像中。如此，全息储存系统可由搜寻定位点的所在，进而得知收进来的影像资讯的偏移多少进而修正位置错误(positionerror)。也因此当全息储存系统收进一张影像资讯(一全息片)时，首要之务即是寻找定位点。确认定位点的位置后，才能做后续的资料读取(decode)动作。在US2005/0286388中所提及寻找定位点的方式，是经过实验设计出一相关度(correlation)的计算，相关度最高的区±央(block)即是所要寻找的定位点。以下是详细说明其利用相关度寻找定位点的方法。InPhase设计定位点为一8乘8像素大小的影像区块。因定位点是已知的，所以InPhase将设计好的定位点当成参考区±央(referenceblock)。所以例如当全息储存系统读取一64乘64像素大小的影像资讯时，该全息储存系统以8乘8像素大小为一单位区块，扫描(scan)计算侦测到的每单位区块与参考区块的相关度。相关度愈高的该单位区块即是定位点。在US2005/0286388中另提及利用上述相关度计算的方法找到定位点之后，再利用内插法interpolation)找至l,j更精准的定位点位置。内插法为一次曲线的内插，经过内插计算后，全息储存系统始可更精确调整收到的影像资讯的位置误差c然而上述InPhase寻找定位点以调整位置误差的方法还是不够完美。经过实验后，得知按照上述方法所得出的误差还是很大，不符合全息储存系统对光学误差的严格要求。因此，如何更精确寻找定位占"、、位置的方法将是本发明的重点。
发明内容本发明的巨的是提供全息储存系统中一种寻找定位点位置的方法，使得定位点位置的精确度不受定位点邻近位置相j以度不均所造成的误差影响。本发明提出种全息储存系统中寻找定位点位置的方法，3特征在于该方法包括下列步骤计算初始定位占y、、邻近位置的—*第—■位置及—.第二位置产生的一初始偏移误差根据一可动态调整的修正质心函数以该初始定位点、该第位置及该第—位置分别的相关度值做内插法找出第一定位点、及根据该第一定位点及该初始偏移误差计算最佳定位点位置。其中该第位置是在初始定位点x轴右方且该第一位置是在初始定位点X轴左方，且第一位置及第—位置与初始定位点的距离为一像素单位。中该第位置是在初始定位点y轴上方且该第位置是在初始定位占"、、y轴下方，且第一位置及第一位置与初始定位占/、、、的距离为一像素单位。中该计算初始偏移误差步骤是计算该第位置及该第—位置各别的相关度值，由此算出X轴方向的初始偏移误差。其中该计算初始偏移误差步骤是计算该第一位置及该第二位置各别的相关度值，由此算出y轴方向的初始偏移误差中该可动态调整的修正质心函数是考虑该第一位置及该第—位置各别的相关度值计算得之<其中该最佳定位点是利用该第二定位点减去该初始偏移误差所得之。为了使审查委员能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制，其中图1所绘示为本发明寻找最佳定位点位置的方法的流程2(A)所绘示为在理想状况时做内插法所得到定位点位置的示意图。图2(B)所绘示为在真实状况时做内插法所得到定位点、位置的示意图。图3所绘示为计算初始偏移误差的示意图。图4(A)所绘示为当初始定位点Xbest的邻近位置相似度不佳时，采用先前技术的方法所计算出x轴偏移量可能的产生点。图4(B)所绘示为当初始定位点Xbest的邻近位置相似度不佳时，采用本发明的方法所计算出x轴偏具体实施方式因在全息储存系统中，定位点的寻找是非常重要的课题。如果定位点位置的精确度不足的话，对于后续资料的读取正确性会有很大的影响。为了克服上述问题，本发明提出一种全息储存系统中寻找最佳定位点位置的方法。请参照图1，其所绘示为本发明寻找最佳定位点位置的方法的流程图。步骤11:计算因初始定位点Xbest邻近的第一位置Xbest+1及第二位置Xbest-l产生的初始偏移误差(initialoffseterror)。步骤12:根据一可动态调整的修正质心函数(modifiedcentroidfunction)P，以初始定位点Xbest、第一位置Xbest+1及第二位置Xbest-l分另U的相关度值做内插法找出第二定位点Xbest'。步骤13:根据第二定位点Xbest'及初始偏移误差计算最佳定位点位置Xoptimum。首先，进行步骤11:计算因初始定位点Xbest邻近的第一位置Xbest+1及第二位置Xbest-1产生的初始偏移误差(initialoffseterror)。如同在先前技术部分所提及，全息储存系统在读取资料时先扫描整张全息片(影像资讯)并由相关度的计算寻找定位点的位置。然而此方法的精确度(resolution)只有一像素单位。举例来说，当定位点的x轴位置为3.4时，利用上述相关度计算只能找到定位点x轴位置在3。但这样的精确度是不足够的，在全息储存系统的实际应用上，其精确度必需达到0.05像素单位才符合其需求。在先前技术的做法还会再采用内插法改善精确度。其做法是由之前相关度的计算找出的初始定位点x轴位置Xbest，再取Xbest左右二点位置(第一位置Xbest+1、第二位置Xbest-l)。禾lj用Xbest、Xbest+1、Xbest-1这三个位置的相关度值做一次曲线的内插，即可得到定位点更精确的x轴位置。然而上述方法经过实验及仿真(simulation),发现因为定位点设计的关系，使得初始偏移误差(initialoffseterror)存在。请参考图2，其是图标因定位点特性产生初始偏移误差的情况。图2(A)是在理想状况时做内插法所得到定位点位置的示意图。此时Xbest位置的x轴坐标为0，Xbest+1及Xbest-1位置的x轴坐标则分别为1及-1。另外，Xbest+1位置及Xbest-1位置的相关度值是对称的。所以在此情况下，对Xbest、Xbest+1及Xbest-1的相关度值做内插会得到定位点的位置落在2l处，即Xbest位置处，如图2(A)所示。然，在全息储存系统的真实状况跟理想状况会有一些误差产生。请参照图2(B)，其是为在真实状况时做内插法所得到定位点位置的示意图。因此为计算机仿真实际全息储存系统的运作。此时Xbest位置的x轴坐标为0，Xbest+1及Xbest-1位置的x轴坐标则分别为1及-1。另外，仿真Xbest+1位置及Xbest-1位置的相关度值是对称的。此时做完内插法所得到的定位点位置却会落在22处。与理想状况时落在21处有误差值如23所示。该23即为初始偏移误差。初始偏移误差产生的原因是因全息储存系统中定位点的特性所造成，使得利用相关度方法所算出定位点位置会有误差请参照图3，其是计算初始偏移误差的示意图。因初始偏移误差主要是因定位点邻近像素相似度不均unequalsimi1arity)所造成。所以，如图3所示，我们在计算初始偏移误差时，取定位点30四边各多像素的范围31来计算。当计算x轴方向的初始偏移误差，计算定位点30向左偏移的范围32及向右偏移的范围33其各别的相关度值，由此可算出x轴方向的初始偏移误差。需说明的是，以上为简化技术说明，仅以x轴方向说明。但y轴方向的计算亦是同理可推。例如，计算定位点30向上偏移的范围34及向下偏移的范围35其各别的相关度值，由此即可算出y轴方向的初始偏移误差。所以，因定位点邻近像素相似度不均所造成的初始偏移误差即可被计算得知。接着，进行步骤12:根据一可动态调整的修正质心函数(modifiedcentroidfunction)P，以初始定位点Xbest、第一位置Xbest+1及第二位置Xbest-1分别的相关度值做内插法找出第二定位点Xbest'。在US2005/0286388中，其亦提及以Xbest、Xbest+1及Xbest—l这三个位置分另U的木目关度值做内插以找出更精确的第二定位点位置Xbest'。为简化技术说明，亦以x轴方向做说明。其计算定位点位置的公式如下1Z(Armax一/々)GOV(Armax_/，AGmax)△=^~~^-'=—1:第二定位点Xbest，与定位点Xbest的距离，艮卩x轴偏移量(offset)A;:定位点Xbest的X轴位置修正质心函数(modifiedcentroidfunction),是为一常数(constant)A、x:定位点xbest的y轴位置cov(f):相关度值上述公式计算重点在于其利用一修正质心函数P，以Xbest、Xbest—1及Xbest+1的位置及其各另廿的相关度值做内插得到第二定位点Xbest'与定位点Xbest的距离，由此得知更精确的第二定位点Xbest，。该修正质心函数P是为一常数，此常数的数值是经实验及仿真所得。InPhase利用该修正质心函数P来修正Xbest与Xbest+1/Xbest—1的足巨离。4吏ll算出来的第二定位点位置更精硫。然，上述公式因其修正质心函数P是为一常数，当邻近位置相似度(similarity)不佳时，利用内插法计算x轴偏移量就会有很大的误差。请参考图4(A)，其所绘示当初始定位点Xbest的邻近位置(Xbest+1及Xbest-1)相似度不佳时，x轴偏移量可能的产生点。为简化说明，仅以Xbest与Xbest+1之间x轴偏移量可能的产生点说明。因上述修正质心函数3是为一常数，所以并无考虑当初始定位点Xbest的邻近位置(Xbest+1及Xbest—1)相似度不佳时可能会产生的情况。由图4(A)观察可得知该些x轴偏移量可能的产生点并非呈线性增加。另外，该些产生点之间的间距并非等距增加，反而呈现愈接近Xbest+1位置时，其间距愈来愈大的现象。所以在计算x轴偏移量时，若落在位置41时，其误差(error)会比较小。换言之，计算出来的第二定位点Xbest'的误差也相对比较小。然而若计算出来的x轴偏移量落在位置42时，因其间距变大，亦即精确度锐减，导致误差也增加。换言之，计算出来的第二定位点Xbest'的误差也相对增加。所以我们思量改进的方法，将初始定位点Xbest的邻近位置(Xbest+1及Xbest-1)的相似度列入考虑。发展出计算x轴偏移量的公式如下1Z(A;ax—'7^')GOV(Armax—/，Acmax)A=^^-i=l,-l",=cov-/,Acmax)x〃由上述公式可知，我们是采用一可调整的修正质14心函数3，来辅助计算X轴偏移量。因为此3'是与初始定位点Xbest的邻近位置(Xbest+1及Xbest-1)的相似度(即其相关度值)有关，亦即将初始定位点Xbest的邻近位置(Xbest+1及Xbest—1)的禾目关度值列入计算，此举可有效消除当邻近位置相似度不佳时所产生的误差。请参照图4(B)，其所绘示当初始定位点Xbest的邻近位置(Xbest+1及Xbest-1)相似度不佳时，采用本发明的方法所计算出x轴偏移量可能的产生点。由图4(B)观察可得知该些x轴偏移量可能的产生点呈线性增加。这些产生点之间的间距因将邻近位置相似度不均列入考量，所以呈等距增加。也因此，在计算x轴偏移量时，若落在靠近初始定位点的位置43时与落在靠近第一位置Xbest+1的位置44时，其误差相同。换言之，因邻近位置相似度不均造成精确度随x轴偏移量的落点位置而不同的现象可被避免。如此一来，用内插法计算第二定位点Xbest'的误差可有效减少。最后，进行步骤13:根据第二定位点Xbest'及初始偏移误差计算最佳定位点位置Xoptimum。因在步骤11我们已计算出初始偏移误差，又在步骤12得知考虑邻近位置相似度做内插法所计算出的第二定位点Xbest'，所以在步骤13将计算出的第一定位点Xbest，减去初始偏移误差即可得到最佳定位占"、、位置Xoptimum。因此，本发明的优点是在于考虑邻近位置的相似度，计算初始偏移误差，以得到更精确的定位点位置。实际上初始偏移误差量很小，但是因为全息储存系统要求的精确度很高，所以若不考虑初始偏移误差，计算出来的定位点位置并无法符合全息储存系统的精确度要求。所以本发明有效提升寻求定位点位置的精确度。本发明的另一优点是做内插法得到第二定位点时，考虑邻近位置的相似度，采用一可调整的修正质心函数e'来辅助计算偏移量。使得计算出来的偏移量误差不因第二定位点位置不同而异。另外，我们经计算机仿真得到下列二表可证明本发明的实质功效。表一是仿真处理没有噪声的数据时，利用本发明的内插法与US2005/0286388的内插法比较，在各别方向(上、下、左、右)的误差值以及四个方向平均的误差值。上四列(row)代表本发明内插法所得的误差数据，而下四列(row)则代表US2005/0286388的内插法所得的误差数据。表则是仿真处理有噪声的数据时，利用本发明的内插法与US2005/0286388的内插法比较，在各别方向(上、下、左、右的误差值以及四个方向平均的误差值。上四列代表本发明内插法所得的误差数据，而下四列则代表US2005/0286388的内插法所得的误差数据。表没有噪声的数据(datawithoutnoise)<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表二有噪声的数据(datawithnoise)<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>由二表可得知不管是处理有噪声或是没有噪声的数据，本发明计算的误差皆比US2005/0286388所提方法计算的误差减少许多。由此可知，本发明有效降低全息储存系统中寻找定位点时产生的误差，也提高定位点位置的精确度。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界.二二为定权利要求1.一种全息储存系统中寻找定位点位置的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤计算一初始定位点邻近位置的一第一位置及一第二位置产生的一初始偏移误差；根据一可动态调整的修正质心函数以该初始定位点、该第一位置及该第二位置分别的相关度值做内插法找出一第二定位点；及根据该第二定位点及该初始偏移误差计算一最佳定位点位置。4.如权利要求2所述的全息储存系统中寻找定位点位置的方法，其特征在于，其中该计算初始偏移误差步骤是计算该第一位置及该第二位置各别的相关度值，由此算出X轴方向的初始偏移误差。5.如权利要求3所述的全息储存系统中寻找定位点位置的方法，其特征在于，其中该计算初始偏移误差步骤是计算该第一位置及该第二位置各别的相关度值，由此算出y轴方向的初始偏移误差。6.如权利要求1所述的全息储存系统中寻找定位点位置的方法，其特征在于，其中该可动态调整的修正质心函数是考虑该第一位置及该第二位置各别的相关度值计算得之。7.如权利要求1所述的全息储存系统中寻找定位点位置的方法，其特征在于，其中该最佳定位点是利用该第二定位点减去该初始偏移误差所得之。全文摘要本发明揭露一种全息储存系统中寻找定位点位置的方法。首先计算因初始定位点邻近位置相似度不均产生的初始偏移误差，并根据一可动态调整的修正质心函数以初始定位点及其邻近位置分别的相关度值做内插法找出第二定位点。最后，根据第二定位点及初始偏移误差计算出最佳定位点位置。文档编号G11B7/0065GK101325063SQ20071011097公开日2008年12月17日申请日期2007年6月12日优先权日2007年6月12日发明者陈殷盈申请人:建兴电子科技股份有限公司