(57)【要約】【課題】ホログラムを再生する場合に再生した２次元画像の中で歪みが大きく生じた場合に歪み補正用のマーカーを検出できなくなる場合がある【解決手段】信号光と参照光との干渉パターンであるホログラムを情報として記録した光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生装置において、前記参照光の角度に対応した前記ホログラムをページとした場合、前記ページを再生した２次元再生信号を基に、前記ページに関わる２次元データの位置検出を行うための既知パターンであるマーカーを検出し、検出した前記マーカーの位置と理想の前記マーカーの位置との差分である歪み量を学習する画像歪み学習部と、前記歪み量をもとに、前記ページから前記マーカーの位置情報を検出する検出部と、前記検出部で検出したマーカーの位置情報をもとにページ内の画像歪みを補正する画像歪み補正部と、を備えることを特徴とする光情報再生装置。【選択図】  図１
2017168166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光と参照光との干渉パターンであるホログラムを情報として記録した光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生装置において、
前記参照光の角度に対応した前記ホログラムをページとした場合、
前記ページを再生した２次元再生信号を基に、前記ページに関わる２次元データの位置検出を行うための既知パターンであるマーカーを検出し、検出した前記マーカーの位置と理想の前記マーカーの位置との差分である歪み量を学習する画像歪み学習部と、
前記歪み量をもとに、前記ページから前記マーカーの位置情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出したマーカーの位置情報をもとにページ内の画像歪みを補正する画像歪み補正部と、を備えることを特徴とする光情報再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光情報再生装置において、
前記検出部は、前記歪み量を基に前記マーカーの探索範囲を制御し、前記マーカーの位置情報を検出することを特徴とする光情報再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光情報再生装置において、
前記画像歪み学習部では前記マーカーを利用して前記ページの前記歪み量を学習し、
前記マーカーの探索範囲は前記検出部の前記マーカーの探索範囲に比べて大きいことを特徴とする光情報再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光情報再生装置において、
再生するページが、前記マーカー以外の領域にデータを記録しない学習ページであるかを判別する歪み学習ページ判別部を備え、
前記画像歪み学習部は前記歪み学習ページを用いて前記歪み量を学習することを特徴とする光情報再生装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光情報再生装置において、
再生する前記ページに品質劣化が生じているかを判別する品質劣化判別部を備え、
前記画像歪み学習部では前記品質劣化判別部の判別結果に基づき、前記歪み量を学習することを特徴とする光情報再生装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光情報再生装置において、
再生するページ内には画像歪みを学習するための既知パターンである前記マーカーを第１のマーカー、画像歪みを補正するための既知パターンである前記マーカーを第２のマーカーとした場合、
前記画像歪み学習部は前記第１のマーカを探索し、前記検出部では前記第２のマーカーを探索することを特徴とする光情報再生装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光情報再生装置において、
前記画像歪み学習ステップでは検出した前記第１のマーカーに基づき前記歪み量を学習し、学習した前記歪み量に基づき、前記第２のマーカーの探索範囲を制御し、前記第２のマーカーの位置情報を検出することを特徴とする光情報再生装置。
【請求項８】
信号光と参照光との干渉パターンであるホログラムを情報として記録した光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生方法において、
前記参照光の角度に対応した前記ホログラムをページとした場合、
前記ページを再生した２次元再生信号を基に、前記ページに関わる２次元データの位置検出を行うための既知パターンであるマーカーを検出し、検出した前記マーカーの位置と理想の前記マーカーの位置との差分である歪み量を学習する画像歪み学習ステップと、
前記歪み量をもとに、前記ページから前記マーカーの位置情報を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出したマーカーの位置情報をもとにページ内の画像歪みを補正する画像歪み補正ステップと、を有することを特徴とする光情報再生方法。
【請求項９】
請求項８に記載の光情報再生方法において、
前記検出ステップでは、前記歪み量を基に前記マーカーの探索範囲を制御し、前記マーカーの位置情報を検出することを特徴とする光情報再生方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の光情報再生方法において、
前記画像歪み学習ステップでは前記マーカーを利用して前記ページの前記歪み量を学習し、
前記マーカーの探索範囲は前記検出ステップの前記マーカーの探索範囲に比べて大きいことを特徴とする光情報再生方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の光情報再生方法において、
再生するページが、前記マーカー以外の領域にデータを記録しない学習ページであるかを判別する歪み学習ページ判別ステップを備え、
前記画像歪み学習ステップにでは、前記歪み学習ページを用いて前記歪み量を学習することを特徴とする光情報再生方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の光情報再生方法において、
再生する前記ページに品質劣化が生じているかを判別する品質劣化判別ステップを有し、
前記画像歪み学習ステップでは、前記品質劣化判別ステップの判別結果に基づき、前記歪み量を学習することを特徴とする光情報再生方法。
【請求項１３】
請求項８に記載の光情報再生方法において、
再生するページ内には画像歪みを学習するための既知パターンである前記マーカーを第１のマーカー、画像歪みを補正するための既知パターンである前記マーカーを第２のマーカーとした場合、
前記画像歪み学習ステップは前記第１のマーカを探索し、前記検出ステップでは前記第２のマーカーを探索することを特徴とする光情報再生方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光情報再生ステップにおいて、
前記画像歪み学習ステップでは、検出した前記第１のマーカーに基づき前記歪み量を学習し、学習した前記歪み量に基づき、前記第２のマーカーの探索範囲を制御し、前記第２のマーカーの位置情報を検出することを特徴とする光情報再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィを用いて光情報記録媒体から情報を再生する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィックメモリの再生信号品質向上方法として特開２００８−５３６１５８号公報（特許文献１）の「要約」には「ホログラフィックデータ格納システムにおけるデータ画素を処理するための方法が、開示されている。上記方法は、各データページ全体にわたって、所定の予備のブロックを割り当てることであて、各予備のブロックは既知の画素パターンを含む、ことと、データページの領域と所定の予備のブロックとの間の最良のマッチングを計算することによって、データページの位置誤差を決定することと、検出器においてデータ画素を対応するデータページの位置誤差に従って補正することとを包含する。」と記載されている。
【０００３】
ホログラムの再生における誤検出マーカーの補正技術として例えばＷＯ１３／１５０５６５公報（特許文献２）の「要約」には「既知パターンであるマーカーの位置情報を検出する検出部と、前記検出部で検出したマーカーの位置情報における検出誤りの有無及び検出誤りが有る場合には検出誤りが発生している位置を推定する検出誤り位置推定部と、前記検出誤り位置推定部が特定した検出誤り位置のマーカー位置情報を修正する位置修正部と、前記位置修正部で修正したマーカー位置情報を基にページ内から各信号を検出する」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５３６１５８号公報
【特許文献２】ＷＯ１３／１５０５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
再生画像の品質を向上するための技術として特許文献１にはページデータ内に含まれる既知の画素パターンを用いて再生画像の歪みや位置ずれを補償する技術が記載されている。
また、特許文献２には再生画像の品質が悪く誤検出した既知パターンがあった場合に誤検出を判断し周囲の既知パターン情報から誤検出部のマーカー情報を補正する技術について記載されている。
【０００６】
この時、再生画像に生じた歪が非線形性を持つ場合にページデータに配置された既知パターンが検出できないという問題が発生する。特許文献１および特許文献２では非線形性歪みといった既知パターンが検出できない歪みが生じた場合について言及していない。
そこで、本発明の目的は再生画像生じた非線形性の歪みに応じて既知パターンの検出を行い再生信号品質の向上を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、例えば請求項の範囲に記載の発明により解決される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マーカーが検出できないほどの歪みが生じた画像であっても歪み量を推定したマーカー位置推定によってマーカーを検出可能とし、再生信号品質を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例における歪み量学習方式の一例を示す図
【図２】本実施例における光情報記録再生装置の構成例を表す図
【図３】本実施例における光ピックアップの構成例を表す図
【図４】本実施例における光ピックアップの構成例を表す図
【図５ａ】本実施例における光情報記録再生装置の動作フローを表す図
【図５ｂ】本実施例における光情報記録再生装置の動作フローを表す図
【図５ｃ】本実施例における光情報記録再生装置の動作フローを表す図
【図６】本実施例における信号生成回路の構成例を表す図
【図７】本実施例における信号処理回路の構成例を表す図
【図８】本実施例における信号生成回路の動作フローを表す図
【図９】本実施例における信号処理回路の動作フローを表す図
【図１０】本実施例におけるマーカー探索範囲への学習歪み量適用の一例を示す図
【図１１】本実施例における学習ページによって画像歪み学習を行う信号処理回路の構成例を表す図
【図１２】本実施例における学習ページによって画像歪み学習を行う信号処理回路の動作フローを表す図
【図１３】本実施例における学習ページを用いた歪み量学習方式の一例を示す図
【図１４】本実施例における再生品質劣化によって画像歪み学習を行う信号処理回路の構成例を表す図
【図１５】本実施例における再生品質劣化によって画像歪み学習を行う信号処理回路の動作フローを表す図
【図１６】本実施例における通常ページを用いた歪み量学習方式の一例を示す図
【図１７】本実施例におけるページ内マーカーを用いた歪み量学習方式の一例を示す図
【図１８】本実施例におけるマーカー探索範囲への学習歪み量適用の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２はホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。
光情報記録再生装置１０は、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１と接続されている。記録する場合には、光情報記録再生装置１０は外部制御装置９１から記録する情報信号を入出力制御回路９０により受信する。再生する場合には、光情報記録再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御回路９０により外部制御装置９１に送信する。
【００１２】
光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、再生用参照光光学系１２、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。
ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に照射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送られ、信号光は空間光変調器によって変調される。
光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光を記録時とは逆の向きに光情報記録媒体に入射させる光波を再生用参照光光学系１２にて生成する。再生用参照光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。
【００１３】
光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。
キュア光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。
ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。
【００１４】
光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
また、ピックアップ１１、そして、ディスクキュア光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。
ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。
従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
また、ピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
【００１５】
図３は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における記録原理を示したものである。光源３０１を出射した光ビームはコリメートレンズ３０２を透過し、シャッタ３０３に入射する。シャッタ３０３が開いている時は、光ビームはシャッタ３０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される光学素子３０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比が所望の比になるようになど偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム３０５に入射する。
【００１６】
ＰＢＳプリズム３０５を透過した光ビームは、信号光３０６として働き、ビームエキスパンダ３０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク３０９、リレーレンズ３１０、ＰＢＳプリズム３１１を透過して空間光変調器３１２に入射する。
空間光変調器３１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム３１１を反射し、リレーレンズ３１３ならびに開口３１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ３１５によって光情報記録媒体１に集光する。
【００１７】
一方、ＰＢＳプリズム３０５を反射した光ビームは参照光３０７として働き、偏光方向変換素子３１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー３１７ならびにミラー３１８を経由してガルバノミラー３１９に入射する。ガルバノミラー３１９はアクチュエータ３２０によって角度を調整可能のため、レンズ３２１とレンズ３２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。
【００１８】
このように信号光と参照光とを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー３１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、同領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶことにする。
【００１９】
図４は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における再生原理を示したものである。記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームを、アクチュエータ３２３によって角度調整可能なガルバノミラー３２４にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。
この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ３１５、リレーレンズ３１３ならびに開口３１４を伝播する。その後、再生光はＰＢＳプリズム３１１を透過して光検出器３２５に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器３２５としては例えばＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーなどの撮像素子を用いることができるが、ページデータを再生可能であれば、どのような素子であっても構わない。
【００２０】
図５は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。
図５ａは、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図５（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図５（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。
【００２１】
図５ａに示すように媒体を挿入すると（Ｓ５０１）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別を行う（Ｓ５０２）。
ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し（Ｓ５０３）、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。
コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（Ｓ５０４）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（Ｓ５０５）。
【００２２】
準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図５ｂに示すように、まず記録するデータを受信して（Ｓ５１１）、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送る。
その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて例えば光源３０１のパワー最適化やシャッタ３０３による露光時間の最適化等の各種記録用学習処理を事前に行う（Ｓ５１２）。
その後、シーク動作（Ｓ５１３）ではアクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびにキュア光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に位置づけする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置づけする動作を繰り返す。
【００２３】
その後、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（Ｓ５１４）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（Ｓ５１５）。
データを記録した後は、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（Ｓ５１６）。必要に応じてデータをベリファイしても構わない。
【００２４】
準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図５ｃに示すように、まずシーク動作（Ｓ５２１）で、アクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびに再生用参照光光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に位置づけする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置づけする動作を繰り返す。
その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出し（Ｓ５２２）、再生データを送信する（Ｓ５２３）。
【００２５】
次に、図６〜８を用いて記録再生時の信号生成、処理について説明する。
まず、図６と図８ａを用いて、光情報記録再生装置１０の信号生成回路８６の構成と、データ記録時の記録データ処理について説明する。
図６は、光情報記録再生装置１０の信号生成回路８６のブロック図、図８ａは、信号生成回路８６での記録時のデータ処理のフロー、主にユーザデータから媒体に記録する２次元データを生成するフローを示す。
出力制御回路９０にユーザデータの入力が開始されると、入出力制御回路９０は、コントローラ８９にユーザデータの入力が開始されたことを通知する。コントローラ８９は、本通知を受け、信号生成回路８６に入出力制御回路９０から入力される１ページ分のデータを記録処理するよう命ずる。
【００２６】
信号処理回路８６は、ユーザデータを受信する（Ｓ８０１）と、コントローラ８９からの処理命令は制御用ライン６０９を経由し、信号生成回路８６内サブコントローラ６０１に通知される。
サブコントローラ６０１は、本通知を受け、各信号処理回路を並列に動作させるよう制御用ライン６０９を介して各信号処理回路の制御を行う。
メモリ制御回路６０３は、データライン６１０を介して入出力制御回路９０から入力されるユーザデータをメモリ６０２に格納するよう制御する。
【００２７】
ＣＲＣ演算回路６０４は、メモリ６０２に格納したユーザデータが、ある一定量に達すると、ユーザデータを複数のデータ列に分割し、再生時にエラー検出が行えるように各データ列をＣＲＣ化する（Ｓ８０２）。
スクランブル回路６０５は、オンピクセル数とオフピクセル数をほぼ等しくし、同一パターンの繰り返しを防ぐことを目的としてＣＲＣ化したデータ列に擬似乱数データ列を加えるスクランブル化を施す（Ｓ８０３）。
誤り訂正符号化回路６０６は、再生時エラー訂正が行えるようにリード・ソロモン符号等のパリティデータ列を加える誤り訂正符号化する（Ｓ８０４）。
ピックアップインターフェース回路６０８は、Ｍ×Ｎの２次元データに変換し、それを１ページデータ分繰返すことで１ページ分の２次元データを構成し（Ｓ８０５）、そして、構成した２次元データに対して再生時の画像位置検出や画像歪補正での基準となるマーカーを付加（Ｓ８０６）し、空間光変調器３１２にデータを転送（Ｓ８０７）する。
【００２８】
次に、図７と図９を用いて、光情報記録再生装置１０の信号処理回路８５の構成と、データ再生時の再生データ処理について説明する。
図７は、光情報記録再生装置１０の信号処理回路８５のブロック図、図９は、信号処理回路８５での再生時のデータ処理フローである。
【００２９】
コントローラ８９はピックアップ１１内の光検出器３２５が画像データを検出する（Ｓ９０１）と、信号処理回路８５にピックアップ１１から入力される１ページ分のデータを再生処理するよう命ずる。
コントローラ８９からの処理命令は制御用ライン７１２を経由し、信号処理回路８５内サブコントローラ７０１に通知される。サブコントローラ７０１は、本通知を受け、各信号処理回路を並列に動作させるよう制御用ライン７１２を介して各信号処理回路の制御を行う。
メモリ制御回路７０３は、データライン７１３を介して、ピックアップ１１からピックアップインターフェース回路７１１を経由して入力される画像データをメモリ７０２に格納するよう制御する。
歪み学習回路１０１はメモリ７０２に格納されたデータをもとに再生画像の歪み量の学習を行う（Ｓ９０２）
画像位置検出回路７１０は、メモリ７０２に格納されたデータがある一定量に達すると、歪み学習回路１０１で計算された歪み量をもとにメモリ７０２に格納された画像データ内からマーカーを検出し、マーカー位置をもとに画像位置を検出する（Ｓ９０３）。
画像歪み補正回路７０９は、検出されたマーカーを用いて画像の傾き・倍率・ディストーションなどの歪み補正を行い（Ｓ９０４）、画像データを期待される２次元データのサイズに変換する。
【００３０】
２値化回路７０８は、２次元データを構成する複数ビットの各ビットデータを、“０”、“１”判定する２値化し（Ｓ９０５）、メモリ７０２上に再生データの出力の並びでデータを格納する。その後、２値化したデータのマーカーを除去（Ｓ９０６）することで１ページ分の２次元データを取得（Ｓ９０７）する。
誤り訂正回路７０６は、このようにして得られた２次元データを複数のデータ列に変換した後各データ列に含まれる誤り訂正処理（Ｓ９０８）し、パリティデータ列を取り除く。
【００３１】
スクランブル解除回路７０５は、擬似乱数データ列を加えるスクランブルを解除する（Ｓ９０９）。
ＣＲＣ演算回路７０４では、ＣＲＣによる誤り検出処理（Ｓ９１０）を行ってＣＲＣパリティを削除し、メモリ７０２上のユーザデータ内に誤りが含まれない確認を行い、入出力制御回路９０にメモリ７０２からユーザデータを転送する（Ｓ９１１）。
【００３２】
ここで、以上で説明した本実施例の光情報記録再生装置において、本実施例の特徴である非線形画像歪みに応じた歪み補正について、図１、図９〜１２を用いて詳細に説明する。
本実施例では、再生画像に非線形な歪みが生じていても精度よく既知パターンを検出して歪み量を計算し、計算歪み量をもとに通常ページ再生時の再生品質を向上させるものである。
【００３３】
まず、図１を用いて実施例１の歪み学習回路１０１について説明する。図１は、実施例１の歪み学習回路１０１で学習する歪み量について示した図である。ページ再生画像には歪み補正用のマーカーが複数埋め込まれている。再生画像データに歪みが無いマーカの位置を理想位置とすると、画像位置検出回路７１０に保持されているマーカーの理想位置と歪み学習回路１０１で検出した歪み後のマーカー位置の差分の大きさを歪み量として用いることができる。また歪み量の学習時には例えばマーカーの探索範囲を拡大してマーカーを検出することで歪み量の検出が可能であり、マーカーサイズをｎ×ｍ、探索範囲のマーカーサイズ横方向比をｈ、縦方向比をｖとするとマーカー探索範囲横方向はｎ×ｈ、縦方向はｍ×ｖで表される。ｈとｖを大きくすることにより、他のマーカーを検出することがない範囲でマーカー探索範囲を拡大できる。その後算出した歪み量を記憶し（Ｓ９０２）、この歪み量の大きさを通常ページ再生時の画像位置検出回路７１０の動作に反映させる。画像位置検出回路７１０で歪み量を反映した動作について図１０を用いて説明する。図１０は通常ページ再生時のマーカー検出動作を示した図である。例として図１と同等の歪みが発生した場合を示しており、通常探索範囲からマーカー位置が外れた場合を考える。通常探索範囲でマーカーを探索しても検出することができないが、ここで歪み学習回路１０１で計算した歪み量をもとに探索範囲を移動することで探索範囲内にマーカーを収めつつマーカー検出を行うことができる（Ｓ９０３）。このような歪み量計算を全マーカーで行い、各マーカーに対応した探索範囲を歪み量に応じて移動させることで再生画像内にどのような歪みが起きていても正確にマーカー検出を行い歪み補正を行うことができる。
下記に記載する変形例は、本実施例に限られない。
【００３４】
本実施例では角度多重記録方式のホログラム記録技術に基づく説明を記述したが、本発明は角度多重記録方式に限定されるものではなく、シフト多重記録方式等の他のホログラム記録技術や、ホログラム以外の光情報記録媒体における信号処理に使用することもできる。
また本実施例では歪み学習時にマーカーの探索範囲を拡大するとしたが、歪み量を算出した際、歪み量が所定の閾値を超えていた場合にマーカーの探索範囲を拡大することとしても良い。この場合は歪み量が小さい時は通常の探索範囲でマーカを探索するため、処理時間を短くすることができる。
本実施例では再生しようとするページで歪み量を学習してそのまま適用したが、歪み量を学習するページと学習した歪み量を適用するページが一致していなくても構わない。例えば再生信号処理が全て終わった後に学習した歪み量を次のページ再生時に反映することでより精度の高い歪み学習が可能となる。
【実施例２】
【００３５】
本実施例が実施例１と異なるのは、歪み学習時に通常ページではなく学習ページを用い、かつ歪み学習時にマーカーの探索範囲を拡大してマーカー検出を行う点である。前述したようにマーカーの移動量を利用して画像の歪み量を推定可能であるが、歪み発生時にマーカーを正しく検出することは難しく歪み後のマーカーが理想位置から大きくずれている場合に理想位置付近を探索範囲としてしまうと範囲を外れるケースが生じる。
【００３６】
これを鑑みて、本実施例はマーカーのみを記録した学習ページで歪み量を学習し、歪み量学習時にはマーカー探索範囲を拡大することで理想位置から大きくずれた位置にあるマーカーを検出可能とする。
【００３７】
図１１〜図１３を用いて本実地例の歪み量を学習する方式の一例を説明する。
図１１は、本実施例における光情報記録再生装置１０の信号処理回路８５のブロック図、図１２は、信号処理回路８５での再生時のデータ処理フローである。本実施例ではそれぞれ再生ページが学習ページかを判別する処理が追加されており、図１１においてメモリ制御回路７０３が、データライン７１３を介して、ピックアップ１１からピックアップインターフェース回路７１１を経由して入力される画像データをメモリ７０２に格納するよう制御した後に歪み学習ページ判別回路１１０１はメモリ７０２に格納されたデータが歪み学習ページであるかの判別を行う（Ｓ１２０１）。この判別方法は例えばブックの最初の再生ページは学習ページにするといったタイミングによるものでもよいし、ページデータの１部にその情報を記録してもよい。
【００３８】
再生画像が歪み学習ページであった場合には歪み学習回路１０１は再生画像の情報をもとに歪み学習を行う（Ｓ９０２）。
学習ページを用いた歪み学習方法について図１３を用いて説明する。学習ページ再生時に画像歪みが発生していた場合に、ページ内のマーカー位置は理想位置から大きくずれ通常探索範囲を外れることが考えられる。そのため、学習ページを再生する場合には通常探索範囲を拡大して拡大探索範囲の中でマーカーを探索して検出する。
しかし、マーカー以外の領域にデータが表示されたページで探索範囲を拡大した場合、領域を拡大すればする程異なった領域をマーカーとして誤検出する可能性が高まる。そこで、学習ページはマーカー以外の領域には何も情報を表示しないことで誤検出の可能性を低減することが可能となる。このような歪み量計算を全マーカーで行うことでマーカー誤検出の可能性を低減しつつ再生画像内でどのような歪みが起きていても正確にマーカー検出を行い歪み補正を行うことができる。
【００３９】
以上説明した通り、マーカー以外にデータを有しない学習ページを用い、マーカー探索範囲を拡大してマーカー検出を行うことで再生画像に生じる歪み量を計算可能である。更に計算した歪み量を通常ページ再生時のマーカー探索に反映させることで歪み量に応じた補正を可能とする。
本実施例では学習ページにおいてマーカー部分以外にデータを記録しないものとしたが、マーカーの誤検出が起き難いパターンであればどんなパターンであっても構わない。例えば周期の高いデータパタンをマーカー部分以外に配置することで高周波成分をカットするフィルタを用いてマーカー以外の成分を光学的にカットすることが可能である。
【実施例３】
【００４０】
本実施例が実施例１と異なるのは、再生画像の品質劣化に応じて歪み学習を行い、歪み学習時にはマーカー探索範囲を拡大する点である。
【００４１】
図１４〜図１６を用いて本実地例の歪み量を学習する方式の一例を説明する。図１４は、本実施例における光情報記録再生装置１０の信号処理回路８５のブロック図、図１５は、信号処理回路８５での再生時のデータ処理フローである。本実施例ではそれぞれ再生画像の品質劣化有無を判断する処理が追加されており、図１４においてメモリ制御回路７０３が、データライン７１３を介して、ピックアップ１１からピックアップインターフェース回路７１１を経由して入力される画像データをメモリ７０２に格納するよう制御した後に歪み学習ページ判別回路１４０１はメモリ７０２に格納されたデータが歪み学習ページであるかの判別を行う（Ｓ１５０１）。この判別方法は例えばＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）といった特定の評価指標を用いて閾値を設定することで判断してもよいし、マーカー検出の位置情報を用いて検出を行った結果、マーカーの誤検出が多いこと等で判断してもよい。
再生画像の品質が劣化している場合には歪み学習回路１０１は再生画像の情報をもとに歪み学習を行う（Ｓ９０２）。
【００４２】
歪み学習時に画像歪みが発生していた場合に、ページ内のマーカー位置は理想位置から大きくずれ通常探索範囲を外れることが考えられる。そのため、学習ページを再生する場合には拡大範囲を拡大して拡大探索範囲の中でマーカーを探索して検出する。
【００４３】
このような歪み量計算を毎ページ、全マーカーで行うことでどのような歪みが起きていても正確にマーカー検出を行い歪み補正を行うことができる。
以上説明した通り、再生画像の品質劣化に応じてマーカー探索範囲を拡大してマーカー検出を行うことで再生画像に生じる歪み量を計算可能である。更に計算した歪み量を通常ページ再生時のマーカー探索に反映させることで歪み量に応じた補正を可能とする。
【実施例４】
【００４４】
本実施例が実施例１と異なるのは、ページ内に歪み量学習用のマーカーと歪み補正用のマーカーを同時に備え、歪み学習用のマーカーを用いて歪み量を学習し、学習した歪み量を歪み補正用のマーカー探索に反映する点である。本実施例では仮に歪み学習用のマーカーをマーカーＡ、歪み補正用のマーカーをマーカーＢとする。図１７、図１８を用いて本実施例の歪み量の学習とマーカーＢ探索範囲への歪み量の反映の方式の一例を説明する。図１７はマーカーＡおよびマーカーＢを備えたページを示すものであり、ここでは仮にマーカーＡが４つ、マーカーBが複数備わっているものとし、ページ中心からそれぞれのマーカーＡまでの理想距離をそれぞれｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４とする。また、ｒのＸ方向成分、Ｙ方向成分をそれぞれｒｘ、ｒｙとする。更に、マーカーＡの歪み後のページ中心からの距離をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４とし、ｄのＸ方向成分、Ｙ方向成分をそれぞれｄｘ、ｄｙとしたとき、ページの歪み量を下記に示すブラウンの歪みモデルと呼ばれる式で計算することができる。
【００４５】
ｄｘ＝ｒｘ（１＋Ｋ１＊ｒ２＋Ｋ２＊ｒ４＋・・・）＋（Ｐ１（ｒ２＋２＊ｒｘ２）＋２＊Ｐ２＊ｒｘ＊ｒｙ）（１＋Ｐ３＊ｒ２＋Ｐ４＊ｒ４＋・・・）
ｄｙ＝ｒｙ（１＋Ｋ１＊ｒ２＋Ｋ２＊ｒ４＋・・・）＋（Ｐ１（ｒ２＋２＊ｒｙ２）＋２＊Ｐ２＊ｒｘ＊ｒｙ）（１＋Ｐ３＊ｒ２＋Ｐ４＊ｒ４＋・・・）
上記の式によってＫ，Ｐ２つの変数を求めることで歪み量を表現することができ、計算に用いるマーカーＡの個数によって求まるＫ、Ｐの次数が決定する。求めるＫ、Ｐの数が多いほどより精度よく歪み量を表現することができるが、ページ内に配置可能なマーカーＡの数、演算に必要な処理の大きさによって最適な次数を決定する。
【００４６】
仮に上記ブラウンモデルによって最適なＫ，Ｐが求まったと仮定した場合にマーカーＢ探索時にマーカーＢ探索範囲を移動する方法について図１８を用いて説明する。図１８は画像が歪んで縮小したケースを示しており、ここでは例としてページ内右下のマーカーB探索位置を補正する方法について説明する。ページ中心からそれぞれの歪み前のマーカーＢの理想位置をｒとする。また、ｒのＸ方向成分、Ｙ方向成分をそれぞれｒｘ、ｒｙとすれば最適な係数Ｋ、Ｐと共にブラウンの歪みモデルに適用することで、移動前マーカーB探索範囲から移動後マーカーB探索範囲までのマーカーＢ探索範囲の移動量ｄｘ、ｄｙを求めることができる。ｄｘ、ｄｙだけ移動したマーカーＢ探索範囲でマーカーを探索することでマーカーを検出することが可能となる。このように、ページ内に備えられたマーカーＡを用いて歪み学習を行い、学習した歪み量をもとに各マーカーＢの探索範囲を決定することで毎ページで歪みを補償した信号処理方式が実現可能となる。本実施例ではマーカーＡを４つ用いたが、歪み量が計算可能な配置と個数であればマーカーＡの個数はいくつあっても構わし、マーカーＢに関しても多くあればあるほどより精度のよいページ全体の補償が可能となるため、マーカーＢの個数はいくつであっても構わない。更に、ページに埋め込まれるマーカーの種類は２個でなくいくつであっても構わない。これによって想定される歪みに応じて精度よく歪み量を計算することが可能となり、品質向上に繋がる。また、各マーカーＢに対応した探索範囲を、上記ブラウンの歪みモデルにより算出したそれぞれの歪み量に応じて移動させるため、非線形性の歪みに応じた既知パターンの検出が可能となる。
【００４７】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１２・・・再生用参照光光学系、８３・・・サーボ信号生成回路、８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、１０１・・・歪み学習回路、３０１・・・光源、３０３・・・シャッタ、３０６・・・信号光、３０７・・・参照光、３１５・・・対物レンズ、
３１６・・・偏光方向変換素子、３２０・・・アクチュエータ、３２５・・・光検出器、
３２６・・・再生光６０４・・・ＣＲＣ演算回路、６０５・・・スクランブル回路、
６０６・・・誤り訂正符号化回路、６０７・・・２次元変調回路、
７０７・・・２次元復調回路、７０８・・・２値化回路、７０９・・・画像歪み補正回路、
７１０・・・画像位置検出回路、７１１・・・ピックアップインターフェース回路、
１１０１・・・歪み学習ページ判別回路、１４０１・・・品質劣化判別回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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