CN111800621A - 用于处理全息图图像数据的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种图像处理方法和设备。该图像处理设备包括：接收器，配置为接收图像；和处理器，配置为通过对于接收到的图像数据执行傅里叶计算生成第一数据；通过对于第一数据执行棱镜相位计算生成第二数据；通过将第一数据与第二数据相加生成第三数据；和基于第三数据执行编码。

Description

用于处理全息图图像数据的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年4月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0037966的优先权，通过引用将其公开全部并入于此。
技术领域
本公开的示例实施例涉及处理全息图图像数据，以及更加具体地，涉及能够提高全息图图像的质量而不显著地增加处理器的计算量的用于处理全息图图像数据的方法和设备。
背景技术
眼镜类型方法和非眼镜类型方法广泛地用于实现三维(3D)图像。眼镜类型方法的示例包括偏转(deflected)眼镜类型方法和快门眼镜类型方法，且非眼镜类型方法的示例包括透镜方法和视差阻挡方法。当使用这些方法时，由于双目视差存在对可以实现的视点数目的限制。此外，由于由大脑感到的深度和眼睛的焦点之间的差异，这些方法使得观看者感到疲倦。
近年来，提供完全视差且能够使得由大脑感到的深度符合眼睛的焦点的全息图3D图像显示方法已经逐渐投入实际使用。根据这种全息显示技术，当光照射到全息图图案上时，在该全息图图案上记录有由光和从原始物体反射的物光之间的干涉而获得的干涉图案，光被折射且再现原始物体的图像。当使用当前商业化的全息显示技术时，将计算机生成的全息图(CGH)，而不是通过直接将原始物体暴露给光而获得的全息图图案，作为电信号提供给空间光调制器。然后，空间光调制器根据输入CGH信号形成全息图图和折射光，由此生成3D图像。
为生成CGH，图像处理设备执行非常大量的计算以计算全息图平面中的每个位置的全息图值。由此，当执行图像处理时，大量计算耗耗费很多时间。因此，执行各种方法来尝试减少用于执行图像处理的计算量和计算时间。
发明内容
示例实施例提供能够提高全息图图像的质量而不显著地增加处理器的计算量的用于处理全息图图像数据的方法和设备。
另外的方面将在随后的描述中部分地阐述，并且将部分地从该描述明显，或者可以通过提供的实施例的实践而习得。
根据示例实施例的一方面，提供一种图像处理设备，包括：接收器，配置为接收图像；和处理器，配置为通过对于接收到的图像数据执行傅里叶计算生成第一数据；通过对于第一数据执行棱镜相位计算生成第二数据；通过将第一数据与第二数据相加生成第三数据；和基于第三数据执行编码。
所述处理器可以进一步配置为通过将第一数据的实部的绝对值和第二数据的实部相加而生成第三数据。
所述图像处理设备可以进一步包括存储器，配置为在所述处理器执行棱镜相位计算时存储第一数据，和所述处理器可以进一步配置为通过输出存储器中存储的第一数据输出实部和计算从存储器输出的第一数据的实部的绝对值，而生成第三数据。
所述图像处理设备可以进一步包括存储器，和所述处理器可以进一步配置为在执行棱镜相位计算的同时，计算第一数据的实部的绝对值和存储第一数据的实部的绝对值，和通过输出所述存储器中存储的第一数据的实部的绝对值并且将从所述存储器输出的第一数据的实部的绝对值和第二数据的实部相加，而成第三数据。
所述处理器可以进一步配置为通过将第一数据乘以棱镜相位滤波器值来执行棱镜相位计算。
第一数据可以由复数x+jy表示，棱镜相位滤波器值可以由复数z+jw表示，第二数据可以由复数(xz-yw)+j(xw+yz)表示，且第三数据可以由(xz-yw)+|x|表示。
所述棱镜相位滤波器值的绝对值|z+jw|可以是1。
所述处理器可以进一步配置为将第三数据编码为n位无符号整数值，且n是自然数。
所述处理器可以进一步配置为通过基于要在其上显示图像的显示器和观察者的瞳孔之间的距离执行第一傅里叶计算，执行焦点项计算和深度相加，和基于观察者的瞳孔与视网膜之间的距离执行第二傅里叶计算，以生成第一数据。
所述处理器可以进一步配置为对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地生成第一数据、生成第二数据和生成第三数据，和在基于第三数据执行编码之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
所述处理器可以进一步配置为对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地生成第一数据，并在生成第二数据和第三数据之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
所述处理器可以进一步配置为对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地生成第一数据和生成第二数据，并在第三数据之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
根据另一示例实施例的一方面，提供一种图像处理方法，包括：接收图像数据；通过对于接收到的图像数据执行傅里叶计算生成第一数据；通过对于第一数据执行棱镜相位计算生成第二数据；通过将第一数据与第二数据相加生成第三数据；和基于第三数据执行编码。
生成第三数据可以包括将第一数据的实部的绝对值与第二数据的实部相加。
所述图像处理方法可以进一步包括在棱镜相位计算期间在存储器中存储第一数据，并且生成第三数据可以包括输出存储器中存储的第一数据的实部和计算从存储器输出的第一数据的输出的实部的绝对值。
所述图像处理方法可以进一步包括在执行棱镜相位计算的同时，计算第一数据的实部的绝对值并且在存储器中存储第一数据的实部的绝对值，并且生成第三数据可以包括输出存储器中存储的第一数据的实部的绝对值和将从存储器输出的第一数据的实部的绝对值和第二数据的实部相加。
执行棱镜相位计算可以包括将第一数据乘以棱镜相位滤波器值。
第一数据可以由复数x+jy表示，棱镜相位滤波器值可以由复数z+jw表示，第二数据可以由复数(xz-yw)+j(xw+yz)表示，且第三数据可以由(xz-yw)+|x|表示。
棱镜相位滤波器值的绝对值|z+jw|可以是1。
执行编码可以包括将第三数据编码为n位无符号整数值，并且n是自然数。
通过执行傅里叶计算生成第一数据可以包括：基于要在其上显示图像的显示器和观察者的瞳孔之间的距离执行第一傅里叶计算；执行焦点项计算和深度相加；和基于观察者的瞳孔和视网膜之间的距离执行第二傅里叶计算。
可以对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地执行生成第一数据、生成第二数据和生成第三数据，并且所述图像处理方法可以进一步包括在基于第三数据执行编码之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
可以对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地执行生成第一数据，并且所述图像处理方法可以进一步包括在生成第二数据和第三数据之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
可以对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地执行生成第一数据和第二数据，并且所述图像处理方法可以进一步包括在生成第三数据之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
根据另一示例实施例的一方面，提供一种非瞬时计算机可读记录介质，在其上记录有程序，所述程序通过计算机运行以执行图像处理方法，所述方法包括：接收图像数据；通过对于接收到的图像数据执行傅里叶计算生成第一数据；通过对于第一数据执行棱镜相位计算生成第二数据；通过将第一数据与第二数据相加生成第三数据；和基于第三数据执行编码。
附图说明
以上和/或其他方面将从结合附图进行的以下示例实施例的描述中变得明显和更容易理解，在附图中：
图1是根据示例实施例的用于处理全息图图像数据的图像处理设备的配置的示意性框图；
图2是用于在图1的图像处理设备中处理全息图图像数据的图像处理过程的流程图；
图3是傅里叶计算过程的具体流程图；
图4示出傅里叶计算过程期间转换输入图像数据的的示例；
图5示出傅里叶计算过程处理期间转换输入图像数据的处理的另一示例；
图6是示出在对于分别与显示面板的多个像素对应的复数图像数据的项的傅里叶计算之后的结果值的示例的曲线图，在复平面上显示结果值；
图7是示出在对于分别与显示面板的多个像素对应的复数图像数据的项的傅里叶计算之后结果值的移位方向分布的示例的曲线图；
图8A是示出根据示例实施例的用于提高要再现的全息图图像的质量的编码方法的示例的流程图；
图8B是示出根据另一示例实施例的用于提高要再现的全息图图像的质量的编码方法的示例的流程图；和
图9是根据另一示例实施例的用于处理全息图图像数据的图像处理设备的结构的示意性框图。
具体实施方式
现在将详细参考实施例，其示例在附图中图示，其中相同的附图标记贯穿全文指示相同的元件。在这点上，本示例实施例可以具有不同形式且不应该被看作为限于在这里提出的描述。因此，以下仅通过参考附图描述示例实施例以解释各方面。
在下文中，参考附图，将具体描述用于处理全息图图像数据的方法和设备。相同的附图标记贯穿全文指示相同的元件，且在图中，为了清楚和解释的方便可以放大元件的大小。以下描述的实施例仅是示例，且从实施例的各种修改是可能的。在以下描述的层结构中，表述“在...以上”或者“在...上”可以不仅包括“以接触方式直接在...上”，而且包括“以无接触方式在...上”。
在这里使用的术语是考虑关于实施例的功能而当前在本领域中广泛使用的那些通用的术语，但是术语可以根据本领域技术人员的意图、先例或者本领域中的新技术而变化。此外，在有些情况下，可能有由申请人可选地选择的术语，且将在实施例描述的相应部分中具体描述其含义。因此，在这里使用的术语应该理解为不是简单的名称而是基于术语的含义和实施例的总体描述。
此外，当某些东西被称为“包括”组件时，可以进一步包括另一组件除非另外指定。此外，如在这里使用的，术语“单元”和“模块”可以指执行至少一个功能或操作的单元，且单元可以实现为硬件或者软件或者硬件和软件的组合。
图1是根据实施例的用于处理全息图图像数据的图像处理设备100的配置的示意性框图。本领域技术人员将理解除了图1所示的元件以外可以进一步包括其它通用元件。本领域技术人员将理解，替代地，根据其他实施例，可以省略图1所示的元件中的某些。
参考图1，图像处理设备100可以包括接收器110和处理器120。图像处理设备100可以进一步包括存储器130和/或显示面板140。图像处理设备100可以是比如计算机、移动装置、显示设备、可穿戴设备或者数码相机的电子设备，且处理器120可以是中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。
接收器110可以接收全息图图像数据。接收器110可以包括用于从存储全息图图像数据的存储介质读取数据的读取设备，或者可以连接到外部设备和从外部设备接收全息图图像数据。接收器110可以进一步包括用于直接生成全息图图像数据的相机。由接收器110接收的全息图图像数据可以包括关于要再现的全息图图像的每个像素的颜色信息和深度信息。当再现运动图像时，接收器110可以以帧为单位接收全息图图像数据。例如，当处理器120通过使用基于层的算法生成计算机生成的全息图(CGH)时，一个帧的全息图图像数据可以包括颜色图像数据和深度图像数据。
颜色图像数据可以是表示每一层的平面的多个颜色的数据。例如，颜色图像数据可以包括红色图像数据、蓝色图像数据和绿色图像数据。此外，全息图图像数据可以包括左眼图像数据和右眼图像数据。例如，左眼图像数据可以包括左眼红色图像数据、左眼绿色图像数据、左眼蓝色图像数据和左眼深度图像数据，且右眼图像数据可以包括右眼红色图像数据、右眼绿色图像数据、右眼蓝色图像数据和右眼深度图像数据。
接收器110可以在存储器130中存储图像数据。处理器120可以使用存储器130中存储的图像数据以利用基于层的算法执行CGH计算，由此生成CGH图像数据。例如，处理器120可以通过基于深度划分全息图图像的再现区域来执行计算。处理器120例如可以对于基于深度的每个划分的层的图像数据执行傅里叶变换、快速傅里叶变换(FFT)、傅里叶逆变换(IFT)或者快速傅里叶逆变换(IFFT)。例如，处理器120可以执行FFT两次或者更多次，并获得关于全息图图像的每个像素的数据。
显示面板140包括二维地布置的多个像素。显示面板140例如可以是基于液晶显示器(LCD)的透射类型空间光调制器(SLM)。替代地，显示面板140可以包括反射类型的SLM，比如硅上液晶(LCoS)面板，数字光投射(DLP)面板或者数字微镜器件(DMD)面板。显示面板140可以通过使用在处理器120中生成的CGH数据显示全息图图案。
图2是用于在图1的图像处理设备100中处理全息图图像数据的图像处理过程的流程图。
在操作S210中，图像处理设备100可以通过使用接收器110接收全息图图像数据。图像处理设备100可以以帧为单位接收图像数据。换句话说，图像处理设备100可以接收和处理一个帧的图像数据，且然后接收和处理后续的帧的图像数据。例如，如上所述，当使用基于层的算法时，一个帧的图像数据可以包括颜色图像数据和深度图像数据。更具体地，图像数据可以包括左眼红色图像数据、左眼绿色图像数据、左眼蓝色图像数据、左眼深度图像数据、右眼红色图像数据、右眼绿色图像数据、右眼蓝色图像数据和右眼深度图像数据。
在接收图像数据之后，在操作S220，图像处理设备100可以执行图像质量校正和场(field)计算。例如，图像处理设备100的处理器120可以校正图像数据以提高图像数据的图像质量。
在操作S230中，处理器120可以通过使用基于层的算法转换图像数据。基于层的算法可以是基于深度将全息图的再现区域划分为多个平面层并处理每个划分的层的数据的方法。例如，基于输入深度图像数据的深度信息，处理器120可以根据层分离颜色图像数据。可以是相对于图像处理设备100先前确定要分离的层的数目。
然后，处理器120可以对于划分的平面层的每个的颜色数据执行傅里叶变换或者FFT。例如，处理器120可以对于二维(2D)矩阵类型的图像数据执行FFT。处理器120可以执行一维(1D)FFT两次以实现2D FFT。处理器120可以逐行对于图像数据执行1D FFT，和逐列对于1D傅里叶变换的结果执行1D FFT。处理器120可以通过这种FFT将图像数据转换为具有复数值的复数图像数据。
处理器120可以包括多个核心，且多个核心可以并行地对于图像数据执行FFT。例如，处理器120可以将每个平面的图像数据分配给多个核心，且多个核心可以对于分配的图像数据执行FFT。
图3是操作S230的傅里叶计算过程的具体流程图。参考图3，在操作S231中，处理器120可以基于要在其上显示全息图图像的显示面板140和观察者的瞳孔之间的距离执行第一2D FFT。在操作S232中，处理器120可以通过使用深度信息执行焦点项计算。在操作S233中，处理器120可以执行用于将关于多个层深度图像数据的项相加的深度相加。在操作S234中，处理器120可以基于观察者的瞳孔和视网膜执行第二2D FFT。
图4示出了傅里叶计算过程期间转换输入图像数据的处理的示例。参考图4，处理器120可以通过对于图像数据310执行1D FFT两次(第一2D FFT)来生成最终数据330。例如，处理器120可以逐列对于图像数据310执行1D FFT一次以生成中间数据320，且然后可以逐行对于中间数据320执行1D FFT一次以生成最终数据330。
在这方面，图像数据310可以是分离为多个层的颜色图像数据当中的一层的颜色图像数据。中间数据320可以表示逐列对于图像数据310执行1D FFT的结果。图像数据310中指示的箭头可以表示处理器120执行1D FFT的方向。中间数据320中指示的直线可以表示转换图像数据310的方向。处理器120可以在存储器130中存储所获得的中间数据320。
接下来，处理器120可以从存储器130读取所存储的中间数据320并逐行执行1DFFT。当从存储器130读取中间数据320时，处理器120可以逐行读取中间数据320并将中间数据320输出到每个1D FFT处理器。处理器120可以逐行对于中间数据320执行1D FFT以生成最终数据330。最终数据330可以是通过逐列和逐行对于图像数据310执行1D FFT而获得的数据。
在图4中，作为示例描述处理器120首先逐列执行1D FFT的情况。但是，这仅是示例，且处理器120可以首先逐行执行1D FFT。例如，图5示出傅里叶计算过程期间转换输入图像数据的处理的另一示例。参考图5，处理器120可以通过对于图像数据410执行1D FFT两次来生成最终数据430。例如，处理器120可以逐行对于图像数据410执行1D FFT一次以生成中间数据420，且然后可以逐列对于中间数据420执行1D FFT一次以生成最终数据430。在图4和图5中，切换列和行的次序，且图4中呈现的描述可以相同地应用于图5的描述。
图4和图5仅图示执行第一2D FFT的操作(操作S231)。处理器120可以在执行第一2D FFT操作(操作S231)之后另外执行第二2D FFT操作(操作S234)。在这方面，第一2D FFT操作(操作S231)是从显示面板140到观察者的瞳孔执行FFT的操作，且第二2D FFT操作(操作S234)是从观察者的瞳孔到观察者的视网膜执行FFT的操作。第二2D FFT操作(操作S234)也可以通过两个1D FFT执行。第二2D FFT操作(操作S234)可以以与第一2D FFT操作(操作S231)相同的行和列次序执行。替代地，执行1D FFT的次序可以在第一2D FFT操作(操作S231)和第二2D FFT操作(操作S234)中相反。例如，在当执行第一2D FFT操作(操作S231)时以逐列和逐行的次序执行1D FFT两次的情况下，当执行第二2D FFT操作(操作S234)时可以以逐行和逐列的次序执行1D FFT两次。
在操作S232中，处理器120可以执行第一2D FFT操作(操作S231)和第二2D FFT操作(操作S234)之间的焦点项计算。在焦点项计算中，通过执行第一2D FFT所获得的最终数据330可以乘以受坐标影响的焦点项值，且然后，可以执行频率滤波。例如，乘以通过对于一层的颜色图像数据执行第一2D FFT而获得的最终数据330的焦点项值可以按深度指示层的位置。焦点项值可以根据层的深度先前地确定和存储。
对于图像数据的每层数据的多个单独的项中的每一个执行第一2D FFT和焦点项计算。在深度相加操作(操作S233)中，通过合并每层数据的多个项创建一条图像数据。例如，在执行焦点项计算之后，处理器120通过将左眼图像数据的每层数据的多个项相加而生成一条左眼图像数据。此外，处理器120通过将右眼图像数据的每层数据的多个项相加而生成一条右眼图像数据。然后，对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个执行第二2DFFT。
然后，在操作S240中，可以执行棱镜相位计算以调整再现左眼全息图图像和右眼全息图图像的位置。棱镜相位计算可以通过避免由显示面板140的物理像素结构生成的点阵点噪声而在无噪空间中再现与左眼和右眼对应的全息图图像。在棱镜相位计算中处理器120可以将在第二2D FFT之后的结果数据乘以某个复数值(也就是，棱镜相位滤波器)以将根据某个周期重复的正弦波提供给CGH。可以根据再现全息图图像的位置先前地确定该某个复数值。
可以对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个分开地执行傅里叶计算操作(操作S230)和棱镜相位计算操作(操作S240)。然后，在左和右相加操作(操作S250)中，处理器120可以通过将左眼图像数据与右眼图像数据相加来生成一条图像数据。虽然图2示出首先执行棱镜相位计算操作(操作S240)且然后执行左和右相加操作(操作S250)，棱镜相位计算操作(操作S240)和左和右相加操作(操作S250)的次序可以颠倒。例如，当首先执行左和右相加操作(操作S250)时，可以对于来自左和右相加的一条图像数据执行棱镜相位计算操作(操作S240)。
在操作S260中，处理器120执行像素编码。处理器120通过像素编码最终生成输入到显示面板140的CGH数据。从很窄的狭义上讲，像素编码指的是确定分别呈现在显示面板140的多个像素中的灰度值。但是，从广义上讲，傅里叶计算操作(操作S230)之后的每个处理可以被认为是像素编码的一个处理。例如，从广义上讲，棱镜相位计算操作(操作S240)和左和右相加操作(操作S250)可以包括在像素编码操作(操作S260)中。
在像素编码操作(操作S260)中，处理器120将分别与显示面板140的像素对应的最终复数图像数据的复数值编码为整数值。例如，处理器120可以将复数图像数据的复数值编码为n位无符号整数值。在这方面，n是自然数。例如，在显示面板140的每个像素可以表示从0到255的256个灰度值时，处理器120可以将复数图像数据的复数值编码为8位无符号整数值。
根据本示例实施例，为了提高要再现的全息图图像的质量而不显著地增加处理器120的计算量，可以基于通过将在傅里叶计算操作(操作S230)中获得的图像数据与在棱镜相位计算操作(操作S240)之后获得的图像数据相加而获得的图像数据执行编码，代替仅以在棱镜相位计算操作(操作S240)之后获得的图像数据执行编码。在仅以棱镜相位计算之后的复数图像数据中的实部值执行编码的第一比较示例中，对比度高，而串扰增大。在通过将傅里叶计算操作后的复数值的绝对值与棱镜相位计算之后的复数图像数据的实部值相加而执行编码的第二比较示例中，全息图图像的质量可以随着串扰问题的改进而提高，然而处理器120的计算量也增加。例如，在第二比较示例中，与第一比较示例相比，关于每条像素数据添加两个平方运算、一个加法运算、一个平方根运算和一个加法运算，且因此，处理器120的计算量显著地增加。
在下文中，将具体描述根据本示例实施例的编码方法。图6是示出在对于分别与显示面板140的多个像素对应的复数图像数据的项的傅里叶计算之后的结果值的示例的曲线图，在复平面上显示的结果值。图7是示出在对于分别与显示面板140的多个像素对应的复数图像数据的项的傅里叶计算之后结果值的移位方向分布的示例的曲线图。参考图6，在傅里叶计算之后的复数图像数据的项中，实部具有负值且虚部的值接近0。因此，如图7所示，复平面上的复数图像数据的项的大部分分布在180度方向附近。
当傅里叶计算之后的复数图像数据由x+jy表示且用于棱镜相位计算的棱镜相位滤波器的复数值由z+jw表示时，棱镜相位计算之后的复数图像数据可以由(x+jy)(z+jw)＝(xz-yw)+j(xw+yz)表示，其是傅里叶计算之后的复数图像数据和棱镜相位滤波器的复数值的积。在这方面，棱镜相位滤波器的复数值的绝对值是1，这不影响编码之后的灰度值(也就是，|z+jw|＝1)。
在第一比较示例中仅以作为实部的(xz-yw)的值执行编码。在第二比较示例中，通过将(x+jy)(z+jw)的绝对值与(xz-yw)相加来执行编码。也就是，在第二比较示例中，通过使用(xz-yw)+|(x+jy)(z+jw)|的值来执行编码。在这方面，满足|(x+jy)(z+jw)|＝|(x+jy)||(z+jw)|，且满足|z+jw|＝1，且因此，满足|(x+jy)(z+jw)|＝|(x+jy)|。另外，满足|(x+jy)|＝(x2+y2)1/2，且因此，在第二比较示例中，以(xz-yw)+(x2+y2)1/2的值执行编码。
但是，如图6和图7所示，在x+jy，傅里叶计算之后的复数图像数据中，满足x<0，且多个像素的y值的近似分布非常接近于0(也就是，y～0)。基于此，在本示例实施例中，可以简单地仅以(xz-yw)+|x|的值执行编码。换句话说，可以通过将作为傅里叶计算之后的复数图像数据的实部的绝对值的|x|与作为棱镜相位计算之后的复数图像数据的实部的(xz-yw)相加来执行编码。根据本示例实施例，通过与第一比较示例相比仅添加一个相加操作，可以简单地获得近似类似于在第二比较示例中获得的结果。因此，与第二比较示例相比可以显著地减少处理器120的计算量。另外，与第一比较示例相比将更多图像信息提供给显示面板140，且因此，可以提高全息图图像的质量，例如，可以增加要再现的全息图图像的亮度和对比度，且可以减小串扰。
图8A是示出了根据实施例的用于提高要再现的全息图图像的质量的编码方法的示例的流程图。参考图8A，当完成第二2D FFT操作(操作S234)时，处理器120基于第二2DFFT的结果(x+jy)执行棱镜相位计算操作(操作S240)。例如，处理器120可以将第二2D FFT的结果(x+jy)乘以棱镜相位滤波器值(z+jw)。在执行棱镜相位计算操作的同时，处理器120在存储器130中存储第二2D FFT的结果(x+jy)(操作S241)。然后，处理器120从棱镜相位计算的结果(xz-yw)+j(xw+yz)输出实部(xz-yw)(操作S243)，并且同时，处理器120输出存储器130中存储的第二2D FFT的结果的实部，并计算实部的绝对值|x|(操作S242)。另外，处理器120通过将第二2D FFT的结果的实部的绝对值与棱镜相位计算操作的结果的实部相加来执行相加操作，并输出结果(xz-yw)+|x|(操作S244)。然后，在像素编码操作(操作S260)中，(xz-yw)+|x|的值例如可以转换为8位整数值。
图8B是示出根据另一示例实施例的用于提高要再现的全息图图像的质量的编码方法的示例的流程图。参考图8B，处理器120基于第二2D FFT的结果执行棱镜相位计算操作(操作S240)，并且同时，处理器120从第二2D FFT的结果计算实部的绝对值(操作S242)。另外，处理器120在存储器130中存储第二2D FFT的结果的实部的绝对值(操作S245)。当完成棱镜相位计算操作(操作S240)时，处理器120从棱镜相位计算操作的结果输出实部(操作S243)。然后，处理器120输出存储器130中存储的第二2D FFT的结果的实部的绝对值，并将第二2D FFT的结果的实部的绝对值与棱镜相位计算操作的结果的实部相加(操作S244)。然后，在像素编码操作(操作S260)中，(xz-yw)+|x|的值例如可以转换为8位整数值。
像素编码操作(操作S260)在某些情况下可以进一步包括缩放和伽玛校正。缩放可以将低分辨率的图像数据(例如，FHD)缩放转换为高分辨率的图像数据(例如，UHD)。特别地，可以对于低分辨率的图像数据执行内插以将低分辨率的图像数据向上缩放为高分辨率的图像数据。例如，最接近邻居内插、双线性内插、双三次内插等可以用于缩放。此外，伽玛校正指的是要再现的全息图图像的亮度的调整。
最终，在操作S270中，处理器120可以将生成的CGH图像数据提供到显示面板140以允许显示面板140显示全息图图案。光源可以将照明光提供到显示面板140，且在由显示面板140上显示的全息图图案折射照明光时，可以再现在虚拟3D空间中可以由观察者观看的全息图图像。
如上所述，棱镜相位计算操作(操作S240)和左和右相加操作(操作S250)的次序可以颠倒。例如，当首先执行左和右相加操作(操作S250)时，处理器120对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地执行傅里叶计算，且然后将左眼图像数据和右眼图像数据相加。然后，基于来自左和右相加的一条图像数据，如图8A或者图8B所示，处理器120可以执行棱镜相位计算，且可以通过使用傅里叶计算的结果和棱镜相位计算的结果执行从复数图像数据提取实部的处理。
另一方面，当首先执行棱镜相位计算操作(操作S240)时，处理器120可以对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地执行图8A或者图8B所示的处理。换句话说，处理器120可以通过将对于接收到的左眼图像数据的傅里叶计算之后的复数图像数据的实部的绝对值与对于左眼图像数据的棱镜相位计算之后的复数图像数据的实部相加，来生成转换的左眼图像数据。同样地，处理器120可以通过将对于接收到的右眼图像数据的傅里叶计算之后的复数图像数据的实部的绝对值与对于右眼图像数据的棱镜相位计算之后的复数图像数据的实部相加，来生成转换的右眼图像数据。然后，处理器120可以在执行像素编码操作(操作S260)之前，将通过图8A或者图8B所示的相加操作(操作S244)获得的左眼图像数据和右眼图像数据相加。
代替地，处理器120可以对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地执行傅里叶计算操作(操作S230)和棱镜相位计算操作(操作S240)，且然后可以将通过棱镜相位计算转换的左眼图像数据和右眼图像数据相加以获得一条复数图像数据。然后，处理器120可以对于从左和右相加得到的复数图像数据执行图8A所示的操作S241、S242、S243和S244或者图8B所示的操作S242、S243、S245和S244以提取实部。
图9是根据另一示例实施例的用于处理全息图图像数据的图像处理设备500的结构的示意性框图。参考图9，图像处理设备500可以包括处理器510和存储器520。
处理器510可以处理输入到图像处理设备500的图像数据以生成CGH图像数据。例如，处理器510可以包括控制器511、预处理器/后处理器512和至少一个核心513。此外，处理器510可以包括多个核心513。控制器511、预处理器/后处理器512和至少一个核心513可以实现为单个微处理器芯片或者多个微处理器芯片。
核心513可以对于数据执行FFT。当处理器510包括多个核心513时，核心513的每个可以并行地执行FFT。特别地，核心513的每个可以并行地执行如上参考图4和图5所述的FFT。
控制器511可以总地控制处理器510的操作。换句话说，控制器511可以控制预处理器/后处理器512和核心513的操作。
预处理器/后处理器512可以处理要输入到核心513的数据和从核心513输出的数据。在这方面，要输入到核心513的数据和从核心513输出的数据可以包括如上参考图4和图5所述的图像数据310和410、中间数据320和420和最终数据330和430。更具体地，输入图像数据310和410可以存储在存储器520中。此后，可以使用图像数据310和410通过预处理器/后处理器512和核心513的操作最终生成CGH图像数据。在该处理中，可以生成中间数据320和420以及最终数据330和430，且可以基于最终数据330和430通过执行棱镜相位计算、左和右相加以及编码来生成CGH图像数据。预处理器/后处理器512可以对于要输入到核心513的数据执行预处理和对于从核心513输出的数据执行后处理。
图像处理设备500可以连接到显示面板2000。显示面板2000可以通过使用由图像处理设备500生成的CGH图像数据显示全息图图案。
根据本示例实施例的设备可以包括处理器、用于存储和执行程序数据的存储器，比如此盘驱动器的永久存储装置，用于与外部装置通信的通信端口，比如触摸板、键、按钮等的用户接口装置。具体实现为软件模块或者算法的方法可以作为计算机可读代码或者可在处理器上执行的程序命令存储在非瞬时计算机可读记录介质中。非瞬时计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、软盘、硬盘等)和光读取介质(致密盘只读存储器(CD-ROM)、数字多用途盘(DVD)等)。非瞬时计算机可读记录介质也可以在网络耦合的计算机系统上分布而以分布方式存储和执行计算机可读代码。介质可以由计算机读取，可以存储在存储器中，且可以在处理器上执行。
在这里示出和描述的特定的实现是说明性的示例，且不意在以任何方式另外限制范围。为了简略的缘故，可以不具体描述系统的现有的电子设备、控制系统、软件开发及其他功能方面。此外，呈现的各个图中示出的连接线或者连接器意在表示各种元件之间的示例性的功能关系和/或物理或者逻辑耦合，且可以在实际装置中存在许多替代的或者附加的功能关系、物理连接或者逻辑连接。
应当理解，在这里描述的示例实施例应该仅以描述意义考虑而并非为了限制。每个实施例内的特征或者方面的描述通常应该被认为是可用于其他实施例中的其他类似的特征或者方面。
虽然已经参考附图描述了示例实施例，但是本领域技术人员将理解在其中可以做出形式和细节上的各种改变而不脱离如以下权利要求所定义的精神和保护范围。

Claims (25)

1.一种图像处理设备，包括：
接收器，配置为接收图像；和
处理器，配置为：
通过对于接收到的图像数据执行傅里叶计算生成第一数据；
通过对于第一数据执行棱镜相位计算生成第二数据；
通过将第一数据与第二数据相加生成第三数据；和
基于第三数据执行编码。
2.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述处理器进一步配置为通过将第一数据的实部的绝对值和第二数据的实部相加而生成第三数据。
3.如权利要求2所述的图像处理设备，进一步包括：
存储器，配置为在所述处理器执行棱镜相位计算时存储第一数据，
其中，所述处理器进一步配置为通过输出存储器中存储的第一数据输出实部和计算从存储器输出的第一数据的实部的绝对值，而生成第三数据。
4.如权利要求2所述的图像处理设备，进一步包括：
存储器；
其中，所述处理器进一步配置为：
在执行棱镜相位计算的同时，计算第一数据的实部的绝对值和存储第一数据的实部的绝对值，和
通过输出所述存储器中存储的第一数据的实部的绝对值并且将从所述存储器输出的第一数据的实部的绝对值和第二数据的实部相加，而成第三数据。
5.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述处理器进一步配置为通过将第一数据乘以棱镜相位滤波器值来执行棱镜相位计算。
6.如权利要求5所述的图像处理设备，其中，
第一数据由复数x+jy表示，棱镜相位滤波器值由复数z+jw表示，第二数据由复数(xz-yw)+j(xw+yz)表示，且第三数据由(xz-yw)+|x|表示。
7.如权利要求6所述的图像处理设备，其中，
所述棱镜相位滤波器值的绝对值|z+jw|是1。
8.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述处理器进一步配置为将第三数据编码为n位无符号整数值，且n是自然数。
9.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述处理器进一步配置为通过基于要在其上显示图像的显示器和观察者的瞳孔之间的距离执行第一傅里叶计算，执行焦点项计算和深度相加，和基于观察者的瞳孔与视网膜之间的距离执行第二傅里叶计算，以生成第一数据。
10.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述处理器进一步配置为对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地生成第一数据、生成第二数据和生成第三数据，和在基于第三数据执行编码之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
11.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述处理器进一步配置为对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地生成第一数据，并在生成第二数据和第三数据之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
12.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述处理器进一步配置为对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地生成第一数据和生成第二数据，并在第三数据之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
13.一种图像处理方法，包括：
接收图像数据；
通过对于接收到的图像数据执行傅里叶计算生成第一数据；
通过对于第一数据执行棱镜相位计算生成第二数据；
通过将第一数据与第二数据相加生成第三数据；和
基于第三数据执行编码。
14.如权利要求13所述的图像处理方法，其中，
生成第三数据包括将第一数据的实部的绝对值与第二数据的实部相加。
15.如权利要求14所述的图像处理方法，进一步包括：
在棱镜相位计算期间在存储器中存储第一数据；和
其中，生成第三数据包括输出存储器中存储的第一数据的实部和计算从存储器输出的第一数据的输出的实部的绝对值。
16.如权利要求14所述的图像处理方法，进一步包括：
在执行棱镜相位计算的同时，计算第一数据的实部的绝对值并且在存储器中存储第一数据的实部的绝对值；和
其中，生成第三数据包括输出存储器中存储的第一数据的实部的绝对值和将从存储器输出的第一数据的实部的绝对值和第二数据的实部相加。
17.如权利要求13所述的图像处理方法，其中，
执行棱镜相位计算包括将第一数据乘以棱镜相位滤波器值。
18.如权利要求17所述的图像处理方法，其中，
第一数据由复数x+jy表示，棱镜相位滤波器值由复数z+jw表示，第二数据由复数(xz-yw)+j(xw+yz)表示，且第三数据由(xz-yw)+|x|表示。
19.如权利要求18所述的图像处理方法，其中，
棱镜相位滤波器值的绝对值|z+jw|是1。
20.如权利要求13所述的图像处理方法，其中，
执行编码包括将第三数据编码为n位无符号整数值，并且n是自然数。
21.如权利要求13所述的图像处理方法，其中，
通过执行傅里叶计算生成第一数据包括：
基于要在其上显示图像的显示器和观察者的瞳孔之间的距离执行第一傅里叶计算；
执行焦点项计算和深度相加；和
基于观察者的瞳孔和视网膜之间的距离执行第二傅里叶计算。
22.如权利要求13所述的图像处理方法，其中，
对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地执行生成第一数据、生成第二数据和生成第三数据，和
其中，所述图像处理方法进一步包括在基于第三数据执行编码之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
23.如权利要求13所述的图像处理方法，其中，
对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地执行生成第一数据，和
其中，所述图像处理方法进一步包括在生成第二数据和第三数据之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
24.如权利要求13所述的图像处理方法，其中，
对于左眼图像数据和右眼图像数据中的每一个单独地执行生成第一数据和生成第二数据，和
其中，所述图像处理方法进一步包括在生成第三数据之前将左眼图像数据和右眼图像数据相加。
25.一种非瞬时计算机可读记录介质，在其上记录有程序，所述程序通过计算机运行以执行如权利要求13-24之一所述的图像处理方法。
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