以透明物质为载体实现数据存取的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种以透明物质为载体实现数据存取的方法及系统，为解决现有技术存储容量小、易受污染破坏问题，是通过不破坏整体结构的内制方法在透明体内部制造多层变质点阵；所述点阵信息的读取方法为读取所述点阵的空间位置、获取所述点阵的空间分布数据。所述不破坏整体结构的内制方法为不破坏整体结构的内雕方法；所述读取为非侵入式读取。所述不破坏整体结构的内雕方法是激光内雕方法；所述非侵入式读取为透视性立体扫描。所述激光内雕方法是在透明体内形成包括汽化爆炸点或者熔化点在内的变质点，所述透视性立体扫描为断层扫描。所述制造为刻录；所述多层点阵为逐层刻录。具有存储容量大、又能抗污染破坏，信息存入读取方便的优点。
【专利说明】以透明物质为载体实现数据存取的方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数据存取方法，特别是涉及一种以透明物质为载体实现数据存取的方法及系统。
【背景技术】
[0002]一直以来，人们不断的在寻找记录信息的有效方法。从远古的结绳记事，到随后在甲骨、金鼎、竹木、絹帛、纸张等介质上记录文字，再到近几十年计算机科学的发展，磁盘、光盘、闪存等新型的存储方式不断涌现，极大的拓展了人们记录信息和获取信息的便利性。然而在另一个层面上，人们对于如何能够永久的保存信息依然没有取得突破性的进展。可以说，当前最先进的信息存储方式，还比不上蛮荒时代的岩画来的持久。磁盘和光盘的存储寿命大概在几十年到几百年不等，竹简和纸张在良好的存储条件下，也就几千年的寿命。如何能够发明一种存储方式，既能够大量的记录信息，又能够如上古岩画般万古留存，是本发明的着眼点，具有划时代的重要意义。
[0003]类似发明:A、亚马逊弹性块存储技术-伪永久存储:亚马逊弹性块存储技术(EBS)是专门为亚马逊虚拟机(EC2)设计的弹性块存储服务。EBS提供了快照功能，可以将快照保存了 EBS卷到亚马逊简易存储服务(S3)中，其中第一个快照是全量快照，随后的快照都是增量快照，这样当虚拟机数据受到破坏时，可以选择回滚到某个快照来恢复，从而提高了数据的安全性与可用性。虽然EBS声称能够实现数据的永久存储，但这仅仅只是一种宣传手段而已。且不论备份技术与快照技术是否能够100%不出错，这本质上还是传统的磁存储技术，一旦系统失去维护，数据依然会随着消磁而丢失。B、Millenniata光碟技术-1千年:美国犹他州盐湖城一家名为Millenniata的公司发明了名为"Μ-Disc"的光碟技术，给需要长时间存储光盘的用户提供新的解决方案，承诺写入光碟中的数据保持完整不丢失可达I千年之久。使用这项专利技术，用户可将数据写入一种类似“岩石”的材料(表面采用强化聚碳酸酯)中，从而防止正常使用中的数据丢失，光碟的使用频率即使达到一天多次也不用担心(除非拿刀划或者直接把光盘掰坏)。
[0004]相关技术:A、激光内雕技术:激光内雕技术是目前国际上最先进、最流行的玻璃内雕刻加工方法，它是将脉冲强激光在玻璃内部聚焦，产生微米量级大小的汽化爆裂点，通过计算器控制爆裂点在玻璃内的空间位置，构成绚丽多姿的立体图像。激光内雕技术主要用于在玻璃内部雕刻立体图像，如花、鸟、鱼、人、大自然美丽的风景，及其它各种动植物。玻璃良好的光学性能使雕刻的画意玲珑，如在天空，如在水中，可广泛用于生产玻璃工艺品、纪念品。B、断层扫描技术:随着科技的进步，复杂的工业部件可以通过其内部结构进行精确观察，从而获得内视图。例如计算机断层扫描技术(Computerized Tomography,简称CT),是利用射线束从多方向沿某一部位的选定断层进行照射，测定透过的射线量，经数量化计算后得出该层层面组织各个单位容积的吸收系数，然后重新组建图像的检查技术。目前工业CT计算机断层扫描系统，其精度已经可以达到I微米这个级别，能准确的再现物体内部的三维立体结构，能够定量的提供物体内部的物理、力学等特性，如缺陷的位置及尺寸、密度的变化、异型结构的形状及精确尺寸，物体内部的杂质及分布等，采用微焦点射线源，适用于复合材料、陶瓷、金属材料、建筑材料、合金材料的无损检测。
[0005]综上所述，现有技术还存在不能兼容存储容量与抗污染破坏性能，并且信息存入不方便。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种存储容量大、又能抗污染破坏，信息存入方便的以透明物质为载体实现数据存取的方法，本发明目的还在于提供用于实现所述方法的系统。
[0007]为实现上述目的，我们了解到世界上最古老的岩石是在西澳大利亚发现的远古锆石晶体，距今已有43.74亿年历史。受此启发，我们想到如果能够将数据按照某种特定的规律记录到晶体里，那么它一定能够经受得住时间与恶劣环境的考验，在亿万年之后，依然能够将数据完整的提取出来，从而实现人们对数据保存的终极诉求-永久数据保存。为了实现这一点，本发明需要解决两个核心问题，一个是如何将数据记录到晶体里，另一个是如何在不破坏晶体的前提下，将数据提取出来。
[0008]本发明要解决这个问题，我们首先要找到能够改变晶体内部构造或性征的方法，并且可以根据数据的不同而千变万化。随着激光内雕技术的发展与成熟，我们经常可以看到制作精美的激光内雕工艺品，最常见的材质就是玻璃。这就为我们将数据记录到玻璃(或透明材料)内部提供了一项工程上的便利技术。当然本发明并不局限于采用激光内雕技术来刻录透明材料，将来可能会有更优的替代技术出现，这里的激光内雕技术可以理解成一种目前的最佳实践。
[0009]我们知道数据最终都是由O和I组成的，记录数据的本质就是在介质上“刻录”不同的特征，以代表O和I。例如，磁盘记录的原理就是用磁头来控制盘面上磁粉的状态，这样将来就可以据此还原出O和I ;光盘就是用激光在盘面上烧灼出不同的反光点，再根据光线的反射角度与时间的不同，来判断O或者I。同样的，本发明也是利用类似的原理将数据记录到透明晶体等透明材料中。
[0010]因此，本发明以透明物质为载体实现数据存取的方法是通过不破坏整体结构的内制方法在透明体内部制造多层变质点阵；所述点阵信息的读取方法为读取所述点阵的空间位置、获取所述点阵的空间分布数据。具有存储容量大、又能抗污染破坏，信息存入方便的优点。
[0011]作为优化，所述不破坏整体结构的内制方法为不破坏整体结构的内雕方法；所述读取为非侵入式读取。
[0012]作为优化，所述不破坏整体结构的内雕方法是激光内雕方法；所述非侵入式读取为透视性立体扫描。
[0013]作为优化，所述激光内雕方法是在透明体内形成包括汽化爆炸点或者熔化点在内的变质点，所述透视性立体扫描为断层扫描。
[0014]作为优化，所述在透明体内形成汽化爆炸点或者熔化点是通过激光刻录方式在透明体内形成汽化爆炸点或者熔化点，所述断层扫描为工业CT计算机断层扫描或者其它非侵入式读取所述点阵位置信息的设备。
[0015]作为优化,所述变质点包括汽化爆炸点或者熔化点；所述读取为获得透明体内部完整的点阵三维图像矢量信息的读取；所述内制方法是在透明体内部制造和设多层点阵，每层点阵由代表O的变质点和代表I保存完好的设点组成。
[0016]作为优化，所述制造为刻录；所述多层点阵为逐层刻录。
[0017]作为优化，所述透明体为玻璃体或者透明晶体或者其它可用激光内雕方法制造所述点阵的透明材料体；所述点阵是原始数据经过一次或者多次变换后，形成具有功能性中间数据，再以点阵的形式储存在所述透明体内；所述变换是为了实现容错和校正目的的容错校正性变换；所述点阵为多层高密度堆积。
[0018]用于实现本发明所述方法的系统由激光内雕机、断层扫描仪和透明体组成，激光内雕机在透明体内部制造多层变质点阵；断层扫描仪读取所述点阵的空间位置、获取所述点阵的空间分布数据。具有存储容量大、又能抗污染破坏，信息存入方便的优点。
[0019]作为优化，所述透明体为玻璃或者透明晶体或者说其它可用于激光内雕的透明材料体，所述激光内雕机可以由其它任何能够在所述透明体内形成变质点的设备代替，所述断层扫描仪为工业CT计算机断层扫描机或者为非侵入式读取所述点阵位置信息的其它设备；所述变质点包括汽化爆炸点和熔化点。
[0020]作为优化，所述不破坏整体结构的内制方法为不破坏整体结构的内雕方法；所述读取为非侵入式读取。
[0021]作为优化，所述不破坏整体结构的内雕方法是激光内雕方法；所述非侵入式读取为透视性立体扫描。
[0022]作为优化，所述透视性立体扫描为断层扫描。
[0023]作为优化，所述在透明体内形成汽化爆炸点或者熔化点是通过激光刻录方式在透明体内形成汽化爆炸点或者熔化点，所述断层扫描为工业CT计算机断层扫描或者其它非侵入式读取所述点阵位置信息的设备。
[0024]作为优化,所述变质点包括汽化爆炸点或者熔化点；所述读取为获得透明体内部完整的点阵三维图像矢量信息的读取；所述内制方法是在透明体内部制造和设多层点阵，每层点阵由代表O的变质点和代表I保存完好的设点组成。
[0025]作为优化，所述制造为刻录；所述多层点阵为逐层刻录。
[0026]作为优化，所述透明体为玻璃体或者透明晶体或者其它可用激光内雕方法制造所述点阵的透明材料体；所述点阵是原始数据经过一次或者多次变换后，形成具有功能性中间数据，再以点阵的形式储存在所述透明体内；所述变换是为了实现容错和校正目的的容错校正性变换；所述点阵为多层高密度堆积。
[0027]本发明的特别之处和优势在于，由于采用非侵入式的断层扫描成像(或相类似)技术作为数据逆向还原的方法，而非光学反射式(或类似)的识别读取方法，使得原始数据在透明材料中的刻录过程可以采用高密度堆叠的方式；并且在透明材料表面被覆盖、污损、甚至断裂时，依然可以读取出其内部物理特征点的空间分布数据，从而还原出原始数据。
[0028]采用上述技术方案后，本发明以透明物质为载体实现数据存取的方法及系统具有存储容量大、又能抗污染破坏，信息存入读取方便的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本发明以透明物质为载体实现数据存取的方法向玻璃内存入第一层点阵信息的点阵示意图；
[0030]图2是本发明以透明物质为载体实现数据存取的方法向玻璃内存入第一层点阵信息的玻璃示意图；
[0031]图3是本发明以透明物质为载体实现数据存取的方法向玻璃内存入第四层点阵信息的点阵示意图；
[0032]图4是本发明以透明物质为载体实现数据存取的方法向玻璃内存入第四层点阵信息的玻璃示意图；
[0033]图5是本发明以透明物质为载体实现数据存取的方法的数据存入过程示意框图；
[0034]图6是本发明以透明物质为载体实现数据存取的方法的数据读取过程示意框图。
【具体实施方式】
[0035]本发明以透明物质为载体实现数据存取的方法是通过不破坏整体结构的内制方法在透明体内部制造多层变质点阵；所述点阵信息的读取方法为读取所述点阵的空间位置、获取所述点阵的空间分布数据。所述透明体包括立方体、圆柱体、多棱柱体等任何能够容纳内制所述多层点阵的透明材料体。
[0036]优选，所述不破坏整体结构的内制方法为不破坏整体结构的内雕方法；所述读取为非侵入式读取。
[0037]优选，所述不破坏整体结构的内雕方法是激光内雕方法；所述非侵入式读取为透视性立体扫描。
[0038]优选，所述激光内雕方法是在透明体内形成包括汽化爆炸点或者熔化点在内的变质点，所述透视性立体扫描为断层扫描。
[0039]优选，所述在透明体内形成汽化爆炸点或者熔化点是通过激光刻录方式在透明体内形成汽化爆炸点或者熔化点，所述断层扫描为工业CT计算机断层扫描或者其它非侵入式读取所述点阵位置信息的设备。
[0040]优选,所述变质点包括汽化爆炸点或者熔化点；所述读取为获得透明体内部完整的点阵三维图像矢量信息的读取；所述内制方法是在透明体内部制造和设多层点阵，优选每层点阵由代表O的变质点和代表I保存完好的设点组成。
[0041]优选，所述制造为刻录；所述多层点阵为逐层刻录。
[0042]具体为所述透明体为玻璃体或者透明晶体或者其它可用激光内雕方法制造所述点阵的透明材料体；所述点阵是原始数据经过一次或者多次变换后，形成具有功能性中间数据，再以点阵的形式储存在所述透明体内；所述变换是为了实现容错和校正目的的容错校正性变换；所述点阵为多层高密度堆积。
[0043]下面结合附图作更详细说明:
[0044]如图1-2的数据记录:我们用图1-2来说明本发明数据记录的原理，图1为一组0-1序列，而图2则为通过激光内雕技术在透明材料内部刻录的一层点阵。为了便于理解，这里我们将数据与刻录点阵简化成了一一对应的关系，即O用汽化爆裂点(或者熔化点)来表示，而I则保持完好形态。
[0045]在此基础上，我们可以在透明材料内部逐层刻录点阵，它们连在一起就可以表示完整的数据信息，如图3-4，这就是本发明数据记录的核心原理。
[0046]需要说明的是，以上图例仅为演示原理之用。在实际产品中，考虑到容错、校正等各种因素，会将原始数据进行一次或多次变换，从而形成具有功能性的中间数据，再将其刻录到透明材料中。本发明的核心诉求不是具体的编码规则(原始数据_>中间数据)，而是将数据通过某种特定的变换，最终记录到透明材料中的思想。
[0047]上述数据记载过程可以简化为数据用激光内雕记载在透明体内(或者透明晶体或者其它可用激光内雕方法制造所述点阵的透明材料体)，如图5所示。
[0048]如图6所示的数据提取:与数据记录的顺序相反，数据提取是将数据从完整的透明材料中还原出来的过程。为了实现这一点，需要用到断层扫描技术，以获取透明晶体内部特征的空间分布。与数据记录用到激光内雕技术一样，本发明并不局限于采用断层扫描技术，将来可能会有更优的替代技术出现，这里的断层扫描技术可以理解成一种目前的最佳实践。
[0049]上述数据提取可以简化为用断层扫描方法读取记载在透明体，优选玻璃。
[0050]例如利用目前最先进的工业CT计算机断层扫描系统，可以侦测到I微米这个级别的物体内部构造。也就是说利用该系统，我们可以获得透明物体内部完整的三维图像矢量信息，即汽化爆裂点(物理特征点)的空间分布，再根据数据记录的逆向过程，就可以提取出最初的数据。
[0051]本发明的特别之处和优势在于，由于采用非侵入式的断层扫描成像(或相类似)技术作为数据逆向还原的方法，而非光学反射式(或类似)的识别读取方法，使得原始数据在透明材料中的刻录过程可以采用高密度堆叠的方式；并且在透明材料表面被覆盖、污损、甚至断裂时，依然可以读取出其内部物理特征点的空间分布数据，从而还原出原始数据。
【权利要求】
1.一种以透明物质为载体实现数据存取的方法，其特征在于通过不破坏整体结构的内制方法在透明体内部制造多层变质点阵；所述点阵信息的读取方法为读取所述点阵的空间位置、获取所述点阵的空间分布数据。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述不破坏整体结构的内制方法为不破坏整体结构的内雕方法；所述读取为非侵入式读取。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于所述不破坏整体结构的内雕方法是激光内雕方法；所述非侵入式读取为透视性立体扫描。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于所述激光内雕方法是在透明体内形成包括汽化爆炸点或者熔化点在内的变质点，所述透视性立体扫描为断层扫描。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于所述在透明体内形成汽化爆炸点或者熔化点是通过激光刻录方式在透明体内形成汽化爆炸点或者熔化点，所述断层扫描为工业CT计算机断层扫描或者其它非侵入式读取所述点阵位置信息的设备。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述变质点包括汽化爆炸点或者熔化点；所述读取为获得透明体内部完整的点阵三维图像矢量信息的读取；所述内制方法是在透明体内部制造和设多层点阵，每层点阵由代表O的变质点和代表I保存完好的设点组成。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述制造为刻录；所述多层点阵为逐层刻录。
8.根据权利要求1-7所述方法，其特征在于所述透明体为玻璃体或者透明晶体或者其它可用激光内雕方法制造所述点阵的透明材料体；所述点阵是原始数据经过一次或者多次变换后，形成具有功能性中间数据，再以点阵的形式储存在所述透明体内；所述变换是为了实现容错和校正目的的容错校正性变换；所述点阵为多层高密度堆积。
9.用于实现权利要求1所述方法的系统，其特征在于由激光内雕机、断层扫描仪和透明体组成，激光内雕机在透明体内部制造多层变质点阵；断层扫描仪读取所述点阵的空间位置、获取所述点阵的空间分布数据。
10.根据权利要求9所述系统，其特征在于所述透明体为玻璃或者透明晶体或者说其它可用于激光内雕的透明材料体，所述激光内雕机可以由其它任何能够在所述透明体内形成变质点的设备代替，所述断层扫描仪为工业CT计算机断层扫描机或者为非侵入式读取所述点阵位置信息的其它设备；所述变质点包括汽化爆炸点和熔化点。
【文档编号】G11B11/03GK104332164SQ201410487462
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】汤淼 申请人:汤淼