[发明专利]一种体全息存储系统像素失配补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种体全息数据存储技术领域中的补偿方法，特别是关于一种体全息存储系统像素失配补偿方法。

背景技术

在体全息数据存储系统中，受到光学失真、材料收缩、系统振动、加工装配误差等因素的影响，输入输出器件之间的像素失配难以避免，从而导致读出信号的信噪比下降。特别地，接近半个像素的失配会严重地削弱信噪比，当像感器相对于空间光调制器在水平方向(x方向)平移了0.4个像素时，接收图像的信噪比由4.2降至1.5(如图1所示)。

为了解决像素失配的问题，现有技术中有基于光强的线性补偿、过采样还原和基于复振幅的二次补偿这三类补偿方法。线性补偿方法算法简单，执行快速，但基于光强的模型不够准确，补偿效果一般；过采样还原方法可以比较准确地还原图像，且对偏移、离焦、旋转不敏感，但是会成倍地牺牲存储容量；基于复振幅的二次补偿方法在已知局部失配量的情况下可以补偿任意失配页面，此方法最早由IBM公司的G.W.Burr提出，因此基于复振幅的二次补偿方法简称为“IBM补偿方法”，其主要原理如下：

如图2所示，像感器在一维方向上的三个像素片段，其探测信号强度分别为r₀、r₁、r₂，与之对应的三个空间光调制器像素(光强分别为p₀、p₁、p₂)相对于像感器产生微量平移σ，空间光调制器像素的填充因子为g₁，谱面方形孔径光阑边长为D。每个空间光调制器像素在像感器面上产生的复振幅分布为：

h(x)=ch∫-g1/2g1/2sinc[DDN(x-x′)]dx′,---(1)]]>

其中sinc(x)≡sin(πx)/(πx)，c_h为满足的常数，x，x′均以像素间隔为单位，D_N＝λf/Γ为奈奎斯特(Nyquist)孔径，λ为激光波长，f为傅立叶变换透镜的焦距，Γ为像素间隔。

如图3所示，图中是空间光调制器像素的填充因子g₁为1、谱面方形孔径光阑边长D为1.5D_N时的像素扩散函数。区别于点扩散函数，这里将h(x)定义为系统的像素扩散函数，其宽度定义为主瓣的两个零点之间的距离。如果像素扩散函数宽度约等于像素间隔，那么像感器上像素r₂的场强值为：