FR3092179A1 - Procédé et dispositif de transmission de données représentatives d’un hologramme numérique - Google Patents

Abstract

Un procédé de transmission de données représentatives d’un hologramme numérique (H) représenté par un ensemble d’atomes (ak) ayant chacun un spectre de diffraction (Sk) dans un plan d’observation (PO) comprend les étapes suivantes : - détermination d’un ordre pour des ensembles (ak) comprenant chacun au moins un atome (ak), en fonction d’une distance, dans le plan d’observation (PO), entre une position d’observation (O) et une position (Ck) associée à l’ensemble concerné (ak) ; - transmission, pour une partie au moins desdits ensembles (ak) et dans l’ordre déterminé, de données descriptives dudit au moins un atome (ak) compris dans l’ensemble concerné (ak). Un dispositif de transmission associé est également décrit. Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

Procédé et dispositif de transmission de données représentatives d’un hologramme numérique

Domaine technique de l'invention

La présente invention concerne de manière générale le domaine technique de l’holographie numérique.

Elle concerne en particulier un procédé et un dispositif de transmission de données représentatives d’un hologramme numérique.

Etat de la technique

Il a été proposé de représenter un hologramme numérique au moyen d’atomes situés dans le plan de l’hologramme et représentant chacun une contribution lumineuse liée à une ondelette particulière (en pratique une ondelette de Gabor).

Lorsque l’hologramme numérique doit être reconstruit au moyen d’un afficheur holographique distant, on transmet des données descriptives de ces atomes, qui comprennent par exemple, pour chaque atome : la position de cet atome dans le plan de l’hologramme, le coefficient associé à cet atome et des valeurs définissant l’ondelette de Gabor associée à cet atome.

Afin de limiter la quantité d’informations à transmettre, il a été proposé dans le document WO 2015/097 358 de ne transmettre que les données relatives à des ondelettes de Gabor dont le cône d’émission présente une intersection avec un volume lié à l’observateur.

Présentation de l'invention

Dans ce contexte l’invention propose un procédé de transmission de données représentatives d’un hologramme numérique représenté par un ensemble d’atomes ayant chacun un spectre de diffraction dans un plan d’observation, comprenant les étapes suivantes :

- détermination d’un ordre pour des ensembles comprenant chacun au moins un atome, en fonction d’une distance, dans le plan d’observation, entre une position d’observation et une position associée à l’ensemble concerné ;

- transmission, pour une partie au moins desdits ensembles et dans l’ordre déterminé, de données descriptives dudit au moins un atome compris dans l’ensemble concerné.

Les atomes sont ainsi ordonnés en fonction de l’intérêt qu’ils présentent pour la reconstruction de l’hologramme numérique au niveau de la position d’observation. Les premières données transmises sont ainsi les plus pertinentes et permettent rapidement une reconstruction acceptable de l’hologramme numérique. Cette reconstruction peut ensuite être améliorée lors de la réception des données ultérieures. La quantité de données transmises peut en outre être adaptée en fonction des circonstances (par exemple du débit disponible sur le réseau de communication utilisé).

Comme expliqué dans la suite, chaque ensemble susmentionné peut comprendre un seul atome (comme dans le cadre du premier mode de réalisation décrit ci-après) ou un nombre variable d’atomes (comme dans le cadre du second mode de réalisation décrit ci-après)

Le procédé défini ci-dessus peut comprendre une étape préalable de réception de données représentatives de la position d’observation dans le plan d’observation.

Selon une première possibilité, chaque ensemble peut comprendre un unique atome ; on peut alors prévoir que la position associée à l’ensemble concerné est la position du centre du spectre de diffraction (dans le plan d’observation) de l’atome compris dans l’ensemble concerné.

L’ordre peut également être déterminé en fonction d’une dispersion angulaire ou d’une amplitude associées à l’atome compris dans l’ensemble concerné.

Les données descriptives de l’atome transmises peuvent par ailleurs comprendre des données représentatives de la position du centre du spectre de diffraction de cet atome dans une fenêtre de visualisation liée à la position d’observation. On allège ainsi la quantité de données à transmettre pour représenter la position de l’atome concerné.

Selon une seconde possibilité, chaque ensemble comprend les atomes ayant un spectre de diffraction dont le centre est compris dans une région (par exemple un bloc) correspondante du plan d’observation.

Dans ce cas, la position associée à l’ensemble concerné est par exemple le centre de la région correspondant audit ensemble concerné.

Les données descriptives d’au moins un atome compris dans l’ensemble concerné peuvent alors comprendre des données représentatives de la position du centre du spectre de diffraction de cet atome dans la région correspondant à l’ensemble concerné. On allège ainsi la quantité de données à transmettre pour représenter la position de l’atome concerné.

Le procédé peut alors comprendre une étape de transmission de données représentatives de la position de ladite région dans le plan d’observation.

On peut prévoir par ailleurs une étape préalable d’association de chaque atome à la région (par exemple au bloc) du plan d’observation contenant le centre du spectre de diffraction de cet atome.

Le procédé peut également comprendre, pour au moins une région donnée du plan d’observation, une étape d’ordonnancement des atomes associés à ladite région donnée en fonction d’une dispersion angulaire ou d’une amplitude associées à chacun de ces atomes.

L’invention propose également un dispositif de transmission de données représentatives d’un hologramme numérique représenté par un ensemble d’atomes ayant chacun un spectre de diffraction dans un plan d’observation, comprenant :

- un module de détermination d’un ordre pour des ensembles comprenant chacun au moins un atome, en fonction d’une distance, dans le plan d’observation, entre une position d’observation et une position associée à l’ensemble concerné ; et

- un module de transmission, pour une partie au moins desdits ensembles et dans l’ordre déterminé, de données descriptives dudit au moins un atome compris dans l’ensemble concerné.

Un tel dispositif peut comprendre un module de réception de données représentatives de la position d’observation dans le plan d’observation.

Comme déjà indiqué, chaque ensemble peut comprendre un unique atome ; le module de détermination est alors par exemple conçu pour déterminer l’ordre parmi lesdits ensembles en fonction de la distance, dans le plan d’observation, entre une position d’observation et la position du centre du spectre de diffraction de l’atome compris dans l’ensemble concerné.

Le module de transmission peut être conçu pour transmettre des données représentatives de la position du centre du spectre de diffraction dudit au moins un atome dans une fenêtre de visualisation liée à la position d’observation.

Comme déjà indiqué, selon une autre possibilité, chaque ensemble peut comprendre les atomes ayant un spectre de diffraction dont le centre est compris dans une région (par exemple un bloc) correspondante du plan d’observation ; le module de détermination peut alors être conçu pour déterminer l’ordre parmi lesdits ensembles en fonction de la distance, dans le plan d’observation, entre une position d’observation et le centre de la région correspondant audit ensemble concerné.

Le module de transmission peut alors être conçu pour transmettre des données représentatives de la position du centre du spectre de diffraction dudit au moins un atome dans la région correspondant à l’ensemble concerné.

On peut également prévoir dans ce cas un module d’association de chaque atome à la région du plan d’observation contenant le centre du spectre de diffraction de cet atome.

On propose également, à titre original en soi, un procédé de transmission de données représentatives d’un hologramme numérique représenté par un ensemble d’atomes de Gabor ayant chacun un spectre de diffraction dans un plan d’observation, comprenant les étapes suivantes pour la transmission de données descriptives d’un atome de Gabor donné :

- transmission de données représentatives de la position du centre du spectre de diffraction de l’atome donné dans le plan d’observation ;

- transmission de données caractéristiques de l’ondelette de Gabor associée à l’atome donné.

Ces données caractéristiques définissent par exemple un indice de dilatation et un indice de rotation associés à l’atome donné.

Comme expliqué dans la suite, il est en effet possible, à l’aide des caractéristiques de l’ondelette de Gabor et de la position du centre du spectre de diffraction, de retrouver la position associée à l’atome donné dans le plan de l’hologramme numérique (en tenant compte également de la distance entre le plan d’observation et le plan de l’hologramme numérique, représentée par exemple par une ordonnée z_Oet éventuellement reçue préalablement aux deux étapes de transmission mentionnées ci-dessus, par exemple dans le cadre de la réception de données représentatives d’une position d’observation x_O, y_O, z_O).

Les données caractéristiques peuvent également définir un coefficient (typiquement un coefficient complexe) associé à l’atome et utilisé pour la reconstruction de l’hologramme comme expliqué dans la suite.

On propose ainsi également dans ce cadre un procédé de réception de données représentatives d’un hologramme numérique représenté par un ensemble d’atomes de Gabor ayant chacun un spectre de diffraction dans un plan d’observation, comprenant les étapes suivantes à réception de données descriptives d’un atome de Gabor donné :

- réception de données caractéristiques de l’ondelette de Gabor associée à l’atome donné et de données représentatives de la position du centre du spectre de diffraction de l’atome donné dans le plan d’observation ;

- détermination de la position de l’atome donné dans le plan de l’hologramme numérique en fonction desdites données représentatives et desdites données caractéristiques.

On peut ainsi à réception reconstruire l’hologramme numérique sur la base notamment de la position de l’atome dans le plan de l’hologramme numérique.

Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.

Description détaillée de l'invention

De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où :

représente un atome d’un hologramme numérique et son spectre de diffraction dans un plan d’observation ;

représente un système d’échange de données selon un premier mode de réalisation de l’invention ;

représente les étapes principales d’un exemple de procédé de transmission de données conforme au premier mode de réalisation ;

représente un système d’échange de données selon un second mode de réalisation de l’invention ;

illustre un exemple de découpage d’un plan d’observation utilisé dans ce second mode de réalisation ; et

représente les étapes principales d’un exemple de procédé de transmission de données conforme au second mode de réalisation.

On considère dans la suite un hologramme numériqueHde résolution (N_x, N_y) représenté par un ensemble A_Kd’atomes (ici des atomes de Gabor) a_kcorrespondant chacun à une contribution lumineuse liée à une ondelette particulière (ici une ondelette de Gabor).

Comme proposé dans l’article "Color digital hologram compression based on matching pursuit" de A. El Rhammad, P. Gioia, A. Gilles, M. Cagnazzo et B. Pesquet-Popescu in Applied Optics, Vol. 57, n° 17, 10 juin 2018, chaque atome a_kde l’ensemble A_Kpeut en pratique être défini par :

- la position de l’atome a_kdans le plan PH de l’hologramme numérique H, au moyen ici des coordonnées (t_x, t_y) de l’atome a_k(où t_xet t_ysont les 2 premières coordonnées dans un référentiel (x, y, z) représenté en figure 1, avec z = 0 dans le plan PH de l’hologramme numérique) ;

- un indice de dilatation l_k;

- un indice de rotation p_k;

- un coefficient (complexe) c_k.

Dans cette définition, l’indice de dilatation l_kest un nombre entier dont la valeur est comprise entre 1 et un nombre prédéterminé S ; de même, l’indice de rotation p_kest un nombre entier dont la valeur est comprise entre 1 et un nombre prédéterminé P.

L’indice de dilatation l_ket l’indice de rotation p_kdéfinissent une ondelette de Gabor discrète g_{l k , p k}(comme décrit plus en détail dans l’article précité) et le coefficient c_kcorrespond alors au produit scalaire de l’hologramme numériqueHet de cette ondelette de Gabor g_{l k , p k}prise au point de coordonnées (t_x, t_y) dans le plan PH de l’hologramme numériqueH.

Chaque atome a_k(défini comme indiqué ci-dessus) correspond ainsi à un rayon lumineux diffracté au niveau du point de coordonnées (t_x, t_y) de l’hologramme numériqueHavec une direction définie par un angle d’azimut θ_ket un angle de diffraction φ_ket une dispersion angulaire Δφ_k, comme représenté en figure 1.

Ces valeurs d’angle θ_k, φ_ket de dispersion angulaire Δφ_ksont définies pour chaque atome a_k(du fait de l’ondelette de Gabor associée à cet atome a_k), ici à partir des paramètres définissant l’atome a_kconcerné comme indiqué ci-dessus :

- θ_k= (p_k-1).π/P ;

- φ_k= arcsin(λ.f/s(l_k)) ;

- Δφ_k= arcsin(λ.(f+α_k)) – arcsin(λ.f),

où λ est la longueur d’onde de la lumière concernée, s(l_k) le paramètre de dilatation associé (de manière prédéfinie dans la représentation choisie) à l’indice de dilatation l_k, α_kla largeur fréquentielle de la fenêtre gaussienne, qui dépend du paramètre de dilatation s(l_k), et f la fréquence spatiale de l’ondelette mère de Gabor (à partir de laquelle l’ondelette de Gabor associée à l’atome a_kest construite, notamment par dilatation par le paramètre de dilatation susmentionné ; on prend en général f = (2Δ)^-1où Δ est l’écart entre 2 pixels de l’hologramme numériqueH).

On remarque à cet égard que l’on décrit ici le fonctionnement relatif à une composante chromatique particulière (de longueur d’onde λ) de l’hologramme numériqueH. L’hologramme numériqueHpourrait toutefois en pratique comprendre d’autres composantes chromatiques, chacune des composantes chromatiques étant alors traitées et transmises comme décrit dans la suite.

Par ailleurs, dans l’exemple décrit ici, l’ensemble A_kdes atomes a_kreprésentant l’hologramme numériqueHest obtenu par sélection des atomes a_kparmi un ensemble A_Nplus large d’atomes a_n, ici au moyen d’un algorithme de type "recherche d’appariement" (en anglais "Matching Pursuit") comme décrit dans l’article précité et mentionné ci-dessous. (L’ensemble plus large A_Nest par exemple l’ensemble des N atomes a_nassociés respectivement à toutes les ondelettes de Gabor envisageables pour les N_x.N_ypoints de l’hologramme numérique, pour les S indices de dilatation discrétisés et pour les P indices de rotation discrétisés, soit N=N_x.N_y.S.P).

Une telle sélection permet d’obtenir une représentation parcimonieuse de l’hologramme numériqueHpar les atomes a_kde l’ensemble A_k.

L’invention n’est toutefois pas limitée au cas d’un ensemble A_kissue d’une telle sélection et pourrait ainsi s’appliquer par exemple à l’ensemble A_Nmentionné ci-dessus.

La figure 2 représente un système d’échange de données selon un premier mode de réalisation de l’invention.

Ce système comprend un premier dispositif électronique 100 (ici un serveur) et un second dispositif électronique 200 (ici un dispositif client tel qu’un ordinateur personnel ou un mobile multifonction).

Le dispositif électronique 100 comprend un ensemble 120 de construction d’une représentation de l’hologramme numériqueHet un ensemble 140 de préparation et d’envoi d’un flux de données.

Comme cela ressortira de la description qui suit, l’ensemble de construction 120 comprend plusieurs modules destinés à fonctionner hors ligne, c’est-à-dire avant échange de données avec le second dispositif électronique 200. L’ensemble de préparation et d’envoi 140 comprend quant à lui plusieurs modules destinés à fonctionner en ligne, c’est-à-dire au cours de l’échange des données avec le second dispositif électronique 200.

Le dispositif électronique 100 comprend (ici au sein de l’ensemble de construction 120 mentionné ci-dessus) un module de génération d’hologramme numérique 122, un module d’expansion 124 et un module de réduction 126.

Le module de génération d’hologramme numérique 122 est conçu pour calculer l’hologramme numériqueHà partir de données descriptives de différentes vues et de profondeur d’une scène tridimensionnelle, comme décrit par exemple dans l’article "Computer generated hologram from multiview -plus- depth data considering specular reflections" de A. Gilles et al., in 2016 IEEE International Conference on Multimedia & Expo Workshops (ICMEW), IEEE 2016.

En variante, l’hologramme numériqueHpourrait être déterminé par acquisition d’une scène réelle au moyen de capteurs d’images.

Comme déjà indiqué, l’hologramme numériqueHa une résolution (N_x, N_y) et peut donc être défini par une matrice de dimensions N_xx N_yà coefficients complexes.

Le module d’expansion 124 est conçu pour produire une première représentation A_Nde l’hologramme numériqueH, ici au moyen de N atomes de Gabor a_n.

Comme indiqué plus haut, cette première représentation A_Nest obtenue en projetant (en pratique au moyen d’une opération de produit scalaire) l’hologramme numériqueHsur un ensemble d’ondelettes de Gabor g (en considérant, pour chaque point de l’hologramme numériqueH, les différentes ondelettes de Gabor g ayant chacune un paramètre de dilatation choisi parmi S paramètres de dilatation prédéfinis et un paramètre d’orientation choisi parmi P paramètres d’orientation prédéfinis).

Chaque atome a_nde l’ensemble A_Nest ainsi défini par :

- les coordonnées (t_x, t_y) du point de l’hologramme numériqueHassocié à cet atome a_n;

- un indice de dilatation l_net un indice de rotation p_ndéfinissant respectivement le paramètre de dilatation (de fréquence spatiale) s(l_n) et le paramètre d’orientation θ(p_n) de l’ondelette de Gabor g_{l n , p n}concernée ;

- le coefficient c_nobtenu par projection (i.e.par produit scalaire) de l’hologramme numériqueHsur cette ondelette de Gabor g_{l n , p n}.

Le module de réduction 126 est conçu pour obtenir, à partir de la première représentation A_Nde l’hologramme numérique H, une seconde représentation A_Kde l’hologramme numériqueH, ici par sélection (parmi les atomes a_ndécrits ci-dessus) des atomes a_kles plus pertinents pour la reconstruction au moyen d’un algorithme de type "recherche d’appariement" (en anglais "Matching Pursuit"), comme décrit dans l’article "Color digital hologram compression based on matching pursuit" précité.

Chaque atome a_kde l’ensemble A_Kest ainsi un atome de l’ensemble A_Net peut donc être défini par :

- les coordonnées (t_x, t_y) du point de l’hologramme numériqueHassocié à cet atome a_k;

- un indice de dilatation l_ket un indice de rotation p_k;

- un coefficient c_k.

Le dispositif électronique 100 comprend par ailleurs (ici au sein de l’ensemble de préparation et d’envoi 140 mentionné plus haut) un module de réception 142, un module de sélection 144, un module d’ordonnancement 146, un module d’encodage 148 et un module d’émission 150.

Le module de réception 142 est notamment conçu pour recevoir des données définissant la position d’un observateur O qui souhaite visualiser l’hologramme numériqueH. Cette position est par exemple définie par des coordonnées (x_O, y_O, z_O) dans le repère déjà mentionné, lié à l’hologramme numériqueH(le plan PH de l’hologramme numériqueHcorrespondant comme déjà indiqué au plan d’équation z=0).

Les données reçues par le module de réception 142 (ici les 2 premières coordonnées x_O, y_O) sont donc notamment représentatives de la position d’observation (position de l’observateur O) dans le plan d’observation PO (plan parallèle au plan PH de l’hologramme numériqueHet passant par la position de l’observateur O, donc d’équation z = z_O).

On décrit ici une solution où des données représentatives de l’hologramme numériqueHsont transmises pour un seul observateur O. On pourrait toutefois prévoir en pratique de recevoir les positions respectives de plusieurs observateurs, puis de préparer et d’envoyer des données pour chacun de ces observateurs (en utilisant la solution proposée ci-dessous séparément pour chacun de ces observateurs et en rassemblant les données relatives aux différents observateurs dans un même flux de données).

Il est possible de définir, sur la base de la position de l’observateur O, une fenêtre de visualisation V située dans le plan d’observation PO et contenant la position de l’observateur O (en étant par exemple centrée sur la position de l’observateur O). On note (V_x, V_y) la résolution (prédéfinie) de la fenêtre de visualisation V.

Comme bien visible en figure 1, on définit par ailleurs, pour chaque atome a_k, un spectre de diffraction S_kde cet atome a_kdans le plan d’observation PO : ce spectre de diffraction S_Kest l’intersection du plan d’observation PO et du rayon lumineux associé à l’atome a_kcomme expliqué plus haut (et visible sur la figure 1).

La position (t’_x, t’_y) du centre C_kdu spectre de diffraction S_k(dans le plan d’observation PO) peut donc être obtenue à partir des coordonnées (t_x, t_y) de l’atome a_kconcerné, de l’angle d’azimut θ_ket de l’angle de diffraction φ_kassociés à l’atome a_kconcerné (comme expliqué plus haut) et de l’ordonnée z_Odu plan d’observation PO. Précisément on a :

t’_x= t_x- z_O.tan φ_k.sin θ_ket t’_y= t_y+ z_O.tan φ_k. cos θ_k.

Le module de sélection 144 est conçu pour sélectionner, parmi les atomes a_kde l’ensemble A_K, les atomes a_mdont le spectre de diffraction S_mdans le plan d’observation PO présente une intersection avec la fenêtre de visualisation V. (On note dans ce cadre que le rayon du spectre de diffraction S_kvaut z_O.tan(Δφ_k) .)

On désigne par A_Ml’ensemble des M atomes a_mainsi sélectionnés par le module de sélection 144 : A_M= {a_k∈ A_K| S_k∩ V ≠ Ø}.

En variante, le module de sélection 144 pourrait sélectionner parmi les atomes a_kde l’ensemble A_K, les atomes a_mpour lesquels le centre C_mdu spectre de diffraction S_mest situé dans la fenêtre de visualisation V.

Le module d’ordonnancement 146 est conçu pour déterminer un ordre de transmission au sein des atomes a_mde l’ensemble A_M, en tenant compte en particulier de la distance entre la position d’observation (position de l’observateur O) et le centre C_mdu spectre de diffraction S_massocié à chacun de ces atomes a_m, mais également ici (et à titre subsidiaire) de l’amplitude |c_m| du coefficient c_mde chacun de ces atomes a_met/ou de la dispersion angulaire Δφ_massociée à chacun de ces atomes a_m, comme décrit ci-après.

Pour ce faire, le module d’ordonnancement 146 calcule, pour chaque atome a_m, la distance OC_mentre la position d’observation et le centre C_mdu spectre de diffraction S_massocié à cet atome a_m.

Le module d’ordonnancement 146 peut alors classer les atomes a_men fonction de la distance associée OC_m, par exemple par ordre croissant de la distance associée OC_m(on peut alors parler de "balayage spiral" des atomes a_m).

Ceci revient à dire que le module d’ordonnancement 146 détermine dans ce cas une fonction f : [1 ; M] → [1 ; M] définissant l’ordonnancement obtenu et telle que :

OC_{f (i-1)}≤ OC_{f (i)}pour tout entier i compris entre 2 et M.

Les atomes de l’ensemble A_Msont alors ordonnés comme suit : a_{f (1)}, a_{f (2)}, …, a_{f (M)}en fonction de la distance (dans le plan d’observation PO) entre la position d’observation O et le centre C_mdu spectre de diffraction S_massocié à l’atome a_mconcerné (précisément par distance associée OC_mcroissante).

On propose ici en outre d’affiner comme suit cet ordonnancement pour des atomes a_mayant des distances OC_mrelativement proches.

Pour deux atomes a_iet a_jpour lesquels |OC_i - OC_j| < ε (avec ε une valeur prédéfinie, de préférence faible, typiquement ε < 0,1.V_xet ε < 0,1.V_y) :

- si Δφ_i= Δφ_j, on place en premier l’atome (a_iou a_j) ayant le coefficient (|c_i| ou |c_j|) de plus forte amplitude ;

- si Δφ_i≠ Δφ_jet | |c_i| - |c_j| | < T avec T un seuil prédéfini, on place en premier l’atome (a_iou a_j) ayant la plus grande dispersion angulaire (Δφ_iou Δφ_j) ;

- si Δφ_i≠ Δφ_jet | |c_i| - |c_j| | ≥ T, on place en premier l’atome (a_iou a_j) ayant le coefficient (|c_i| ou |c_j|) de plus forte amplitude.

Dans ce cas, la fonction f précitée définissant l’ordonnancement est telle que, pour tout entier i compris entre 2 et M :

- OC_{f (i-1)}≤ OC_{f ( i )}si |OC_{f (i-1)} - OC_{f ( i )}| ≥ ε

- |c_{f (i-1)}| > |c_{f ( i )}| si |OC_{f (i-1)} - OC_{f ( i )}| < ε et Δφ_f(i-1)= Δφ_{f( i )};

- Δφ_f(i-1)> Δφ_{f( i )}si |OC_{f (i-1)} - OC_{f ( i )}| < ε et Δφ_f(i-1)≠ Δφ_{f( i )}et | |c_{f (i-1)}| - |c_{f ( i )}| | < T.

- |c_{f (i-1)}| > |c_{f ( i )}| si |OC_{f (i-1)} - OC_{f ( i )}| < ε et Δφ_f(i-1)≠ Δφ_{f( i )}et | |c_{f (i-1)}| - |c_{f ( i )}| | ≥ T.

Les atomes de l’ensemble A_Msont alors ordonnés comme suit : a_{f (1)}, a_{f (2)}, …, a_{f (M)}en fonction de la distance (dans le plan d’observation PO) entre la position d’observation O et le centre C_mdu spectre de diffraction S_massocié à l’atome a_mconcerné, de la dispersion angulaire Δφ_massociée à l’atome a_mconcerné et de l’amplitude |c_m| de l’atome a_mconcerné.

Le module d’encodage 148 est conçu pour coder les paramètres définissant chacun des atomes a_mde l’ensemble A_M, dans l’ordre défini par le module d’ordonnancement 146, en un flux de données à transmettre.

Afin de limiter la quantité de données à transmettre, on propose ici de coder la position de chaque atome a_mau moyen de données représentatives de la position du centre C_mdu spectre de diffraction S_mde cet atome a_mdans la fenêtre de visualisation V. (La quantité de données nécessaires au codage de cette position dans la fenêtre de visualisation est liée à la résolution V_x, V_yde cette fenêtre et peut-être estimée à log₂(V_x)+log₂(V_y), soit moins que la quantité nécessaire au codage de la position dans le plan PH de l’hologramme numérique H, de l’ordre de log₂(N_x)+log₂(N_y).)

En effet, comme déjà indiqué et visible en figure 1, les coordonnées (t’_x, t’_y) du centre C_mdu spectre de diffraction S_md’un atome a_msont liées aux coordonnées (t_x, t_y) de la position de cet atome a_mdans le plan PH de l’hologramme numériqueHau moyen de l’angle d’azimut θ_met de l’angle de diffraction φ_massociés à cet atome a_mconcerné et de l’ordonnée z_Odu plan d’observation (PO).

Dans le cas du balayage spiral mentionné ci-dessus, on peut en outre utiliser un codage différentiel des positions des centres C_mdes spectres de diffraction S_mdes atomes a_msuccessivement encodés. Par exemple, les positions dans la fenêtre de visualisation V étant discrétisées, on peut définir (au sein la fenêtre de visualisation V) un chemin spiral partant de la position d’observation O ; les positions respectives des centres C_mdes spectres de diffraction S_mdes atomes a_mpeuvent alors être codées au moyen de la distance séparant, sur le chemin spiral, le centre C_mconcerné du centre précédent C_m’.

Les autres paramètres définissant les atomes a_m(indice de dilatation l_m, indice de rotation p_m, coefficient c_m) peuvent quant à eux être codés comme décrit dans l’article "Color digital hologram compression based on matching pursuit" précité :

- l’indice de dilatation l_mest codé au moyen d’un codeur arithmétique sans contexte ;

- l’indice de rotation p_mest codé sur un nombre prédéterminé de bits (égal à log₂P).

- la partie réelle et la partie imaginaire des coefficients c_msont respectivement quantifiées puis codées au moyen d’un codeur arithmétique contextuel.

Le module d’émission 150 est conçu pour émettre le flux de données préparé par le module d’encodage 148 sur un réseau de communication à destination du second dispositif électronique 200.

Ces données sont transmises dans l’ordre déterminé par le module d’ordonnancement 146 (ordre suivi par le module d’encodage 148 comme indiqué ci-dessus) de sorte que les données descriptives des différents atomes a_msont transmises dans l’ordre attribué à ces atomes a_mpar le module d’ordonnancement 146.

Les modules précités 122, 124, 126, 142, 144, 146, 148, 150 peuvent en pratique être mis en œuvre par la coopération d’au moins un élément matériel (tel qu’un processeur du premier dispositif électronique 100 et/ou, en particulier pour le module de réception 142 et/ou le module d’émission 150, un circuit de communication) et d’éléments logiciels (tels que des instructions de programme d’ordinateur exécutables par le processeur susmentionné).

Ces instructions de programme d’ordinateur peuvent en particulier être telles que le premier dispositif électronique 100 mette en œuvre une partie au moins des étapes décrites ci-dessous en référence à la figure 3 lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur du premier dispositif électronique 100.

Le second dispositif électronique 200 comprend un module d’émission 202, un module de réception 204, un module de reconstruction 206, un afficheur 208 et un module de stockage 210.

Le module d’émission 202 est conçu pour émettre (à destination du premier dispositif électronique 100, et précisément du module de réception 142 mentionné plus haut) les données susmentionnées définissant la position d’un observateur O, ici définie par des coordonnées (x_O, y_O, z_O) dans le repère lié à l’hologramme numériqueH. (Cette position correspond par exemple à une position virtuelle du porteur du second dispositif électronique 200 relativement à l’hologramme numériqueH.)

Le module d’émission 202 peut émettre en pratique ces données sur le réseau de communication précité (utilisé par le module d’émission 150 du premier dispositif électronique 100). Toutefois, en variante, le module d’émission 202 pourrait émettre ces données sur un autre réseau de communication (mais toujours à destination du module de réception 142 du premier dispositif de communication 100, ce module de réception 142 étant dans ce cas connecté à cet autre réseau de communication).

Le module de réception 204 est conçu pour recevoir les données descriptives des différents atomes a_men provenance du module d’émission 150 du premier dispositif électronique 100 et décoder ces données.

Le module de réception 204 reçoit ainsi les données descriptives de différents atomes a_mdans l’ordre déterminé par le module d’ordonnancement 146, ces données représentant ici (après décodage) pour chaque atome a_m:

- les coordonnées (t’_x, t’_y) du centre C_mdu spectre de diffraction S_mde l’atome a_m(coordonnées au sein de la fenêtre de visualisation V) ;

- l’indice de dilatation l_m, l’indice de rotation p_met le coefficient c_mdéfinissant l’atome a_m.

Le module de reconstruction 206 est conçu pour calculer un sous-hologramme numériqueH’au moyen des atomes a_mpour lesquels les données descriptives ont été reçues.

Pour ce faire, pour chaque atome a_mdont les données descriptives sont reçues, le module de reconstruction 206 détermine la position (t_x, t_y) de l’atome a_mconcerné en fonction des coordonnées (t’_x, t’_y) du centre C_mdu spectre de diffraction S_mde cet atome a_m, de l’angle d’azimut θ_met de l’angle de diffraction φ_massociés à cet atome a_met de l’ordonnée z_Ode la position de l’observateur O. (On rappelle que l’angle d’azimut θ_met l’angle de diffraction φ_mpeuvent être calculés en fonction de l’indice de dilatation l_met de l’indice de rotation p_mcomme indiqué plus haut.)

Le module de reconstruction 206 peut alors calculer le sous-hologramme numériqueH’en sommant la contribution des différents atomes a_mpour lesquels les données descriptives ont été reçues :

H’= Σ_{(am reçus )}c_m.g_{l m , p m}(t_x, t_y) .

L’afficheur 208 (utilisant par exemple un modulateur spatial de lumière, ou SLM pour "Spatial Light Modulator", et éventuellement intégré dans un visiocasque, par exemple un visiocasque à réalité augmentée) peut alors afficher le sous-hologramme numériqueH’reconstruit comme indiqué ci-dessus par le module de reconstruction 206.

Le module de stockage 210 mémorise les données descriptives des atomes reçues pour tout ou partie des atomes a_m(afin d’éviter une nouvelle transmission de des données relatives à ces atomes lorsque certains sont utilisés pour construction d’un nouveau sous-hologramme après déplacement de l’observateur O). L’utilisation d’un tel module de stockage 210 est optionnelle. Dans ce cas, le second dispositif électronique 200 peut indiquer (par transmission d’informations appropriées) au premier dispositif électronique 100 les atomes pour lesquels les données descriptives sont mémorisées dans le module de stockage 210, de sorte que le premier dispositif électronique 100 ne réémette pas ces données ultérieurement.

Selon une autre possibilité, c’est le premier dispositif électronique 100 qui mémorise un historique indiquant, pour chaque atome a_kparticipant à la représentation de l’hologramme numériqueH, si les données descriptives de cet atome a_kont été transmises au second dispositif électronique 200. Le module d’encodage 148 peut ainsi consulter cet historique et ne pas inclure dans le flux de données à transmettre des données relatives aux atomes a_kmentionnés dans cet historique comme déjà transmis.

Les modules précités 202, 204, 206, 208, 210 peuvent en pratique être mis en œuvre par la coopération d’au moins un élément matériel (tel qu’un processeur du second dispositif électronique 200 et/ou, en particulier pour le module de réception 204 et/ou le module d’émission 202, un circuit de communication) et d’éléments logiciels (tels que des instructions de programme d’ordinateur exécutables par le processeur susmentionné).

Ces instructions de programme d’ordinateur peuvent en particulier être telles que le second dispositif électronique 200 mette en œuvre une partie au moins des étapes décrites ci-dessous en référence à la figure 3 lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur du second dispositif électronique 200.

La figure 3 représente les étapes principales d’un exemple de procédé de transmission de données conforme au premier mode de réalisation.

Ce procédé débute à l’étape E2 à laquelle le module d’émission 202 du second dispositif électronique 200 transmet au module de réception 142 du premier dispositif électronique 100 les coordonnées (x₀, y₀, z₀) représentatives de la position de l’observateur O. En particulier, les coordonnées (x_O, y_O) sont donc représentatives d’une position d’observation dans le plan d’observation PO (parallèle au plan PH de l’hologramme numériqueH), plan d’observation PO défini par l’équation z = z_O.

Le module de réception 142 du premier dispositif électronique 100 reçoit les coordonnées (x₀, y₀, z₀) représentatives de la position de l’observateur O à l’étape E4.

Le module de sélection 144 sélectionne alors (étape E6), parmi les atomes a_kde l’ensemble A_Kreprésentant l’hologramme numériqueH, les atomes a_mdont le spectre de diffraction S_mdans le plan d’observation PO présente une intersection avec la fenêtre de visualisation V (ou, en variante, les atomes a_mpour lesquels le centre C_mdu spectre de diffraction S_mest situé dans la fenêtre de visualisation V).

On rappelle que la fenêtre de visualisation V contient la position de l’observateur O (en étant par exemple centrée sur la position de l’observateur O) et a une résolution (V_x, V_y) prédéfinie. La fenêtre de visualisation V dépend donc des coordonnées (x₀, y₀) reçues à l’étape E4.

Le module d’ordonnancement 146 peut alors déterminer à l’étape E8 un ordre pour les atomes a_msélectionnés à l’étape E6, en fonction de la distance, dans le plan d’observation (PO), entre la position d’observation (définie par les coordonnées (x₀, y₀)) et le centre C_mdu spectre de diffraction S_mde chacun de ces atomes a_m, comme expliqué plus en détail ci-dessus.

Comme également indiqué ci-dessus, l’ordre précité peut également être déterminé en fonction de la dispersion angulaire Δφ_met/ou de l’amplitude du coefficient |c_m| associées à chacun de ces atomes a_m.

Le module d’encodage 148 procède, pour chacun des atomes a_msélectionnés à l’étape E6 et dans l’ordre déterminé à l’étape E8, au codage des données descriptives de l’atome a_mconcerné (étape E10), à savoir ici comme expliqué plus haut :

- les coordonnées (t’_x, t’_y) du centre C_mdu spectre de diffraction S_mde l’atome a_mconcerné (coordonnées au sein de la fenêtre de visualisation V) ;

- l’indice de dilatation l_m, l’indice de rotation p_met le coefficient c_mdéfinissant l’atome a_m.

Pour ces atomes a_mdont les données descriptives sont codées, et ainsi dans l’ordre déterminé à l’étape E8, les données descriptives codées sont en outre transmises à l’étape E10 par le module d’émission 150 du premier dispositif électronique 100 à destination du module de réception 204 du second dispositif électronique 200, via le réseau de communication.

Ces données descriptives d’atomes a_msont ainsi reçues par le module de réception 204 et sont décodées (étape E12).

Le module de reconstruction 206 peut alors calculer à l’étape E14 le sous-hologramme numériqueH’au moyen des données descriptives des atomes a_mreçues à ce moment précis.

Cette étape E14 comprend notamment les sous-étapes suivantes à réception des données descriptives d’un atome a_m:

- calcul des coordonnées (t_x, t_y) de la position de cet atome a_men fonction des coordonnées (t’_x, t’_y) du centre C_mdu spectre de diffraction S_mreçues pour cet atome a_m, de l’indice de dilatation l_mreçu pour cet atome a_met de l’indice de rotation p_mreçu pour cet atome a_m(par l’intermédiaire de l’angle d’azimut θ_met de l’angle de diffraction φ_massociés à cet atome a_m) ;

- ajout de la contribution de cet atome a_mau sous-hologramme numériqueH’, cette contribution étant obtenue par application du coefficient c_mreçu pour cet atome a_msur l’ondelette de Gabor g_{l m , p m}associée à l’indice de dilatation l_met à l’indice de rotation p_met prise au point de coordonnées (t_x, t_y).

Le sous-hologramme numériqueH’courant peut ainsi être affiché au moyen de l’afficheur 208 à l’étape E16.

Il est alors déterminé à l’étape E18 (par exemple par le processeur du second dispositif électronique 200) si la position de l’observateur O a changé.

Dans la négative (c’est-à-dire si la position de l’observateur O est inchangée), le procédé se poursuit à l’étape E12 pour réception éventuelle de données descriptives d’autres atomes a_m(puis ajout de leur contribution à l’étape E14 et affichage du sous-hologramme numériqueH’complété à l’étape E16).

On obtient ainsi une transmission et un affichage progressif du sous-hologramme numériqueH’.

Dans l’affirmative à l’étape E18 (c’est-à-dire si la position de l’observateur O a changé), le procédé se poursuit à l’étape E2 pour transmission des coordonnées de la nouvelle position de l’observateur O. Dans ce cas, la réitération des étapes E6, E8 et E10 permettra une adaptation de la fenêtre de visualisation V, de l’ordre des atomes a_met donc des données transmises à la nouvelle position de l’observateur O.

On peut prévoir en variante que les coordonnées (x₀, y₀, z₀) soient périodiquement transmises du module d’émission 202 du second dispositif électronique 200 au module de réception 142 du premier dispositif électronique 100 (sans attendre un éventuel changement de position de l’observateur O). Dans ce cas, le premier dispositif électronique 100 est par exemple conçu pour ne pas réitérer les étapes E6 et E8 tant que la position de l’observateur O est inchangée.

La figure 4 représente un système d’échange de données selon un second mode de réalisation de l’invention.

Ce système comprend un premier dispositif électronique 300 (ici un serveur) et un second dispositif électronique 400 (ici un dispositif client tel qu’un ordinateur personnel ou un mobile multifonction).

Le dispositif électronique 300 comprend un ensemble 320 de construction de paquets de données et un ensemble 340 de préparation et d’envoi d’un flux de données.

Comme cela ressortira de la description qui suit, l’ensemble de construction 320 comprend plusieurs modules destinés à fonctionner hors ligne, c’est-à-dire avant échange de données avec le second dispositif électronique 400. L’ensemble de préparation et d’envoi 340 comprend quant à lui plusieurs modules destinés à fonctionner en ligne, c’est-à-dire au cours de l’échange des données avec le second dispositif électronique 400.

Le dispositif électronique 300 comprend (ici au sein de l’ensemble de construction 320 mentionné ci-dessus) un module de génération d’hologramme numérique 322, un module d’expansion 324, un module de réduction 326, un module d’association 328, un module d’ordonnancement 330, un module d’encodage 332 et un module de génération de paquets de données 334.

Les modules 322, 324, 326 sont identiques aux modules 122, 124, 126 décrits plus haut en référence à la figure 2 et on pourra donc se référer à la description des modules 122, 124, 126 pour plus d’explications à ce sujet.

Le module de génération d’hologramme numérique 322 est conçu pour calculer l’hologramme numériqueH, à partir de données simulant une scène ou par acquisition d’une scène réelle au moyen de capteurs d’images.

Le module d’expansion 324 est conçu pour produire une première représentation A_Nde l’hologramme numériqueH, ici au moyen de N atomes de Gabor a_n.

Chaque atome a_nde l’ensemble A_Nest défini par :

- les coordonnées (t_x, t_y) du point de l’hologramme numériqueHassocié à cet atome a_n;

- un indice de dilatation l_net un indice de rotation p_ndéfinissant respectivement le paramètre de dilatation s(l_n) et le paramètre d’orientation θ(p_n) de l’ondelette de Gabor g_{l n , p n}concernée ;

- le coefficient c_nobtenu par projection (i.e.par produit scalaire) de l’hologramme numériqueHsur cette ondelette de Gabor g_{l n , p n}.

Le module de réduction 326 est conçu pour obtenir, à partir de la première représentation A_Nde l’hologramme numérique H, une seconde représentation A_Kde l’hologramme numériqueH, ici par sélection (parmi les atomes a_ndécrits ci-dessus) des atomes a_kles plus pertinents pour la reconstruction au moyen d’un algorithme de type "recherche d’appariement" (en anglais "Matching Pursuit"), comme décrit dans l’article "Color digital hologram compression based on matching pursuit" précité.

Chaque atome a_kde l’ensemble A_Kest ainsi un atome de l’ensemble A_Net peut donc être défini par :

- les coordonnées (t_x, t_y) du point de l’hologramme numériqueHassocié à cet atome a_k;

- un indice de dilatation l_ket un indice de rotation p_k;

- un coefficient c_k.

Dans le présent mode de réalisation, comme montré en figure 5, le plan d’observation PO (plan comprenant l’observateur O et parallèle au plan PH de l’hologramme numériqueH) est divisé en régions prédéfinies, ici des blocs (ou tuiles) T_h,w. Pour un plan d’observation PO, les différents blocs T_h,wcouvrent l’ensemble de la partie du plan PO accessible par l’observateur O (ici sans chevauchement entre les différents blocs T_h,w). On désigne dans la suite P_h,wle centre d’un bloc T_h,wet par (M_x, M_y) la résolution des blocs T_h,w(les indices h et w représentant la position du bloc T_h,wconcerné respectivement en hauteur et en largeur dans le plan d’observation PO).

Le module d’association 328 est conçu pour associer, pour un plan d’observation PO donné, chacun des atomes a_kde l’ensemble A_Kà un bloc T_h,w, précisément au bloc T_h,wcontenant le centre C_kdu spectre de diffraction S_kde l’atome a_kconcerné.

Comme déjà indiqué à propos du premier mode de réalisation, la position du centre C_kdu spectre de diffraction S_kpeut être obtenue à partir des coordonnées (t_x, t_y) de l’atome a_kconcerné, de l’angle d’azimut θ_ket de l’angle de diffraction φ_kassociés à l’atome a_kconcerné (comme expliqué plus haut) et de la distance séparant le plan d’observation PO et le plan PH de l’hologramme numériqueH.

La répartition des atomes a_kparmi les blocs T_h,wqui vient d’être décrite (au moyen du module d’association 328) peut être réalisée en pratique pour une pluralité de plans d’observations PO de manière à couvrir l’espace accessible par l’observateur O.

Le module d’ordonnancement 330 est conçu pour ordonner, pour chaque bloc T_h,w, les différents atomes a_kassociés à ce bloc T_h,w, par exemple en fonction de la dispersion angulaire Δφ_ket/ou de l’amplitude |c_k| du coefficient c_kassociées respectivement à ces atomes a_k.

Le module d’ordonnancement 330 peut par exemple en pratique ordonner, pour un bloc T_h,wdonné, les atomes a_kassociés à ce bloc T_h,wpar valeurs de dispersion angulaire Δφ_kassociées décroissantes et, pour des atomes a_kde même dispersion angulaire Δφ_k, par valeurs d’amplitude |c_k| associées décroissantes.

Le module d’encodage 332 est conçu pour coder, pour chaque bloc T_h,w:

- des données représentatives de la position du bloc T_h,wdans le plan d’observation (par exemple ici, du fait d’un découpage prédéfini, les indices h et w du bloc T_h,wdonnent sa localisation et peuvent donc être utilisés pour représenter la position de ce bloc T_h,w).

Le module d’encodage 332 est également conçu pour coder, pour tous les atomes de chaque bloc T_h,w, les données descriptives de l’atome a_kconcerné :

- des coordonnées (t’’_x, t’’_y) définissant la position du centre C_kdu spectre de diffraction S_kde l’atome a_kconcerné au sein du bloc T_h,wauquel est associé cet atome a_k;

- l’indice de dilatation l_k, l’indice de rotation p_ket le coefficient c_kdéfinissant l’atome concerné a_k.

Le codage de la position du centre C_kdu spectre de diffraction est particulièrement peu coûteux dans ce cas (de l’ordre de log₂(M_x)+log₂(M_y)).

Pour chaque atome a_k, le coefficient c_kpeut en pratique être codé sur plusieurs plans de bits (de manière à pouvoir adapter la quantité de données à transmettre au débit disponible sur le réseau de communication, comme expliqué plus loin). On peut par exemple prévoir un codage des coefficients c_kutilisant un nombre inférieur de bits si ces coefficients appartiennent à des blocs T_h,wdistants de la position d’observation O, en diminuant par exemple le nombre de plans de bits de manière adaptative en fonction de la distance OP_h,w.

On pourra par ailleurs se référer à ce sujet aux explications données dans le cadre du premier mode de réalisation et dans l’article précité "Color digital hologram compression based on matching pursuit".

Le module de génération de paquets de données 334 est conçu pour construire, pour chaque bloc T_h,w, un paquet de données B_h,wassocié.

Dans ce paquet de données B_h,w, les données descriptives des atomes a_k, codées par le module d’encodage 332, sont placées en tenant compte de l’ordre déterminé par le module d’ordonnancement 330.

Lorsque plusieurs plans de bits sont utilisés pour le codage des coefficients c_k, le module de génération 334 construit le paquet de données B_h,wen plaçant :

- en premier lieu les données descriptives des atomes a_kincluant seulement le premier plan de bits pour les coefficients c_k(c’est-à-dire une partie seulement des bits représentant les coefficients c_k), dans l’ordre des atomes a_kdéterminé par le module d’ordonnancement 330,

- puis le second plan de bits pour les coefficients c_k, également dans l’ordre des atomes déterminé par le module d’ordonnancement 330,

- puis, si un tel plan de bits existe, le troisième plan de bits pour les coefficients c_k, toujours dans l’ordre des atomes a_kdéterminé par le module d’ordonnancement 330,etc.

On prévoit dans ce cas que les plans soient définis dans un ordre décroissant du poids des bits concernés : le premier plan de bits correspond aux bits de poids fort, le second plan de bits correspond à des bits de poids inférieur, et le troisième plan de bits (dans l’exemple susmentionné) à des bits de poids encore inférieur.

On remarque que, comme le module 328, les modules 330, 332, 334 peuvent effectuer les traitements décrits ci-dessus pour une pluralité de plans d’observation PO de manière à couvrir l’espace accessible par l’observateur O.

Le dispositif électronique 300 comprend par ailleurs (ici au sein de l’ensemble de préparation et d’envoi 340 mentionné plus haut) un module de réception 342, un module de calcul 344, un module de sélection 346 et un module d’émission 350.

Le module de réception 342 est conçu pour recevoir des données définissant la position d’un observateur O qui souhaite visualiser l’hologramme numériqueHet ici en outre des données β indicatives de la bande passante disponible sur le réseau de communication.

Comme dans le premier mode de réalisation, la position de l’observateur O est par exemple définie par des coordonnées (x_O, y_O, z_O) dans un repère lié à l’hologramme numériqueH(le plan PH de l’hologramme numériqueHcorrespondant au plan d’équation z=0).

On décrit ici une solution où des données représentatives de l’hologramme numériqueHsont transmises pour un seul observateur O. Comme pour le premier mode de réalisation, on pourrait toutefois prévoir en pratique de recevoir les positions respectives de plusieurs observateurs, puis de préparer et d’envoyer des données pour chacun de ces observateurs (en utilisant la solution proposée ci-dessous séparément pour chacun de ces observateurs et en rassemblant les données relatives aux différents observateurs dans un même flux de données).

Le module de calcul 344 est conçu pour calculer, pour une partie au moins des blocs T_h,w, la distance OP_h,wentre la position de l’observateur O et le centre P_h,wdu bloc T_h,wconcerné dans le plan d’observation PO. (On rappelle que les blocs T_h,wforment une division, ou partition, prédéfinie de la partie accessible du plan d’observation PO et les coordonnées des centres P_h,wde ces blocs T_h,wsont donc prédéfinies dans le plan d’observation PO.)

Le module de sélection 346 est conçu pour assembler des données issues des différents paquets B_h,w(préparés par le module de génération 334), selon un ordre déterminé en fonction de la distance OP_h,wassociée respectivement aux différents blocs T_h,w, afin de construire le flux de données à émettre. La quantité de données utilisées dans chaque paquet B_h,wpeut dépendre en pratique de la bande passante disponible (indiquée par les données β reçues par le module de réception 342), chaque paquet B_h,wpouvant être tronqué de manière à n’inclure par exemple dans le flux de données à transmettre qu’une partie des plans de bits représentant les coefficients c_k.

On remarque que les paquets B_h,wutilisés sont ceux qui ont été produits par le module de génération 334 pour le plan d’observation PO le plus proche de la position de l’observateur O (telle que reçue par le module de réception 342).

En pratique, le module de sélection 346 classe les blocs T_h,wpar ordre croissant de la distance OP_h,wassociée à chacun de ces blocs T_h,w, et, en parcourant dans cet ordre les blocs T_h,w, place dans le flux de données une partie au moins du paquet B_h,wassocié au bloc courant T_h,w(cette partie pouvant dépendre de la bande passante disponible β comme indiqué ci-dessus).

Le module d’émission 350 est conçu pour transmettre le flux de données ainsi préparé par le module de sélection 346 à destination du second dispositif électronique 400. Les données sont donc transmises dans l’ordre déterminé par le module de sélection 346 comme expliqué ci-dessus.

Les modules précités 322, 324, 326, 328, 330, 332, 334, 342, 344, 346, 348, 350 peuvent en pratique être mis en œuvre par la coopération d’au moins un élément matériel (tel qu’un processeur du premier dispositif électronique 300 et/ou, en particulier pour le module de réception 342 et/ou le module d’émission 350, un circuit de communication) et d’éléments logiciels (tels que des instructions de programme d’ordinateur exécutables par le processeur susmentionné).

Ces instructions de programme d’ordinateur peuvent en particulier être telles que le premier dispositif électronique 300 mette en œuvre une partie au moins des étapes décrites ci-dessous en référence à la figure 6 lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur du premier dispositif électronique 300.

Le second dispositif électronique 400 comprend un module d’émission 402, un module de réception 404, un module de reconstruction 406 et un afficheur 408.

Le module d’émission 402 est conçu pour émettre (à destination du premier dispositif électronique 300, et précisément du module de réception 342 mentionné plus haut) les données β précitées (indicatives de la bande passante disponible sur le réseau de communication) et les données susmentionnées définissant la position d’un observateur O, ici définie par des coordonnées (x_O, y_O, z_O) dans le repère lié à l’hologramme numériqueH. (Cette position correspond par exemple à une position virtuelle du porteur du second dispositif électronique 400 relativement à l’hologramme numériqueH.)

Le module d’émission 402 peut émettre en pratique ces données sur le réseau de communication précité (utilisé par le module d’émission 350 du premier dispositif électronique 300). Toutefois, en variante, le module d’émission 402 pourrait émettre ces données sur un autre réseau de communication (mais toujours à destination du module de réception 342 du premier dispositif de communication 300, ce module de réception 342 étant dans ce cas connecté à cet autre réseau de communication).

Le module de réception 404 est conçu pour recevoir les données descriptives des différents atomes a_m(successivement relatives à différents blocs T_h,w) en provenance du module d’émission 350 du premier dispositif électronique 300 et décoder ces données.

Le module de réception 404 reçoit ainsi les données descriptives de différents atomes a_kassociés à certains blocs T_h,wdans l’ordre déterminé pour ces blocs T_h,wpar le module de sélection 346. Ces données représentent (après décodage) pour chaque bloc T_h,w:

- les données représentatives de la position du bloc T_h,wdans le plan d’observation PO (par exemple ici les indices h et w du bloc T_h,w),

puis, pour les atomes a_kde ce bloc :

- les coordonnées (t’’_x, t’’_y) définissant la position du centre C_kdu spectre de diffraction S_kde l’atome a_kconcerné au sein du bloc T_h,w;

- l’indice de dilatation l_k, l’indice de rotation p_ket certains bits au moins du coefficient c_kdéfinissant l’atome concerné a_k.

Le module de reconstruction 406 est conçu pour calculer un sous-hologramme numériqueH’au moyen des atomes a_kpour lesquels les données descriptives ont été reçues.

Pour ce faire, pour chaque atome a_kdont les données descriptives sont reçues, le module de reconstruction 406 détermine la position (t_x, t_y) de l’atome a_kconcerné en fonction des coordonnées (t’’_x, t’’_y) du centre C_mdu spectre de diffraction S_mde cet atome a_kau sein du bloc T_h,_w, de la position du bloc T_h,_wconcerné, de l’angle d’azimut θ_ket de l’angle de diffraction φ_kassociés à cet atome a_ket de l’ordonnée z_Ode la position de l’observateur O (ou du plan d’observation PO pour lequel le paquet de données B_h,wa été calculé comme indiqué plus haut, ces plans d’observation étant prédéfinis). (On rappelle que la position de chaque bloc T_h,west prédéfinie et donc connue lorsque le bloc T_h,west identifié, ici par les indices h et w, et que l’angle d’azimut θ_ket l’angle de diffraction φ_kpeuvent être calculés en fonction de l’indice de dilatation l_ket de l’indice de rotation p_kcomme indiqué plus haut.)

Le module de reconstruction 406 peut alors calculer le sous-hologramme numériqueH’en sommant la contribution des différents atomes a_mpour lesquels les données descriptives ont été reçues :

H’= Σ_{( a k reçus)}c_k.g_{l k , p k}(t_x, t_y) .

L’afficheur 408 (utilisant par exemple un modulateur spatial de lumière, ou SLM pour "Spatial Light Modulator", et éventuellement intégré dans un visiocasque, par exemple un visiocasque à réalité augmentée) peut alors afficher le sous-hologramme numériqueH’reconstruit comme indiqué ci-dessus par le module de reconstruction 406.

Les modules précités 402, 404, 406, 408 peuvent en pratique être mis en œuvre par la coopération d’au moins un élément matériel (tel qu’un processeur du second dispositif électronique 400 et/ou, en particulier pour le module de réception 404 et/ou le module d’émission 402, un circuit de communication) et d’éléments logiciels (tels que des instructions de programme d’ordinateur exécutables par le processeur susmentionné).

Ces instructions de programme d’ordinateur peuvent en particulier être telles que le second dispositif électronique 400 mette en œuvre une partie au moins des étapes décrites ci-dessous en référence à la figure 6 lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur du second dispositif électronique 400.

La figure 6 représente les étapes principales d’un exemple de procédé de transmission de données conforme au second mode de réalisation.

Ce procédé débute à l’étape E52 à laquelle le module d’émission 402 du second dispositif électronique 400 transmet, sur le réseau de communication et à destination du module de réception 342 du premier dispositif électronique 300, les données β indicatives de la bande passante disponible sur le réseau de communication et les données (x_O, y_O, z_O) représentatives de la position de l’observateur O.

Les coordonnées (x_O, y_O) sont ainsi représentatives d’une position d’observation dans le plan d’observation PO (parallèle au plan PH de l’hologramme numériqueH).

Le module de réception 342 du premier dispositif électronique 300 reçoit de ce fait les données β indicatives de la bande passante disponible sur le réseau de communication et les données (x_O, y_O, z_O) représentatives de la position de l’observateur O à l’étape E54.

Le module de calcul 344 calcule alors à l’étape E56, pour une partie au moins des blocs T_h,w, la distance OP_h,wentre la position de l’observateur O et le centre P_h,wdu bloc T_h,wconcerné dans le plan d’observation PO.

Le module de sélection 346 peut ainsi déterminer à l’étape E58 un ordre au sein de ces blocs T_h,wen fonction de la distance OP_h,wprécédemment calculée pour chacun de ces blocs T_h,w.

Le module de sélection 346 construit alors à l’étape E60 le flux de données à transmettre en assemblant des données des différents paquets B_h,w(pré-calculés pour le plan d’observation PO pertinent comme expliqué plus haut) dans l’ordre déterminé à l’étape E58 pour les blocs T_h,wassociés à ces paquets B_h,w. Comme déjà expliqué, la quantité de données mises dans le flux de données pour un paquet B_h,wdonné peut être choisi en pratique en fonction de la bande passante disponible indiquée par les données β.

Le module d’émission 350 du premier dispositif électronique 300 transmet à l’étape E62 le flux de données construit à l’étape E60.

Ce flux de données contient donc, dans l’ordre des blocs T_h,wdéterminé à l’étape E58 et pour chaque bloc T_h,w:

- les indices h, w du bloc concerné T_h,w, indiquant la position du bloc concerné T_h,w;

- les données descriptives des atomes a_kcompris dans le bloc concerné, à savoir ici pour chaque atome a_kdu bloc concerné T_h,w: les coordonnées (t’’_x, t’’_y) définissant la position du centre C_kdu spectre de diffraction S_kde l’atome a_kau sein du bloc T_h,w, l’indice de dilatation l_k, l’indice de rotation p_ket certains bits au moins du coefficient c_kdéfinissant l’atome concerné a_k.

Les données sont transmises sous forme codée, comme expliqué plus haut.

Le module de réception 404 du second dispositif électronique 400 reçoit et décode ce flux de données à l’étape E64.

Le module de reconstruction 406 peut alors calculer à l’étape E66 un sous-hologramme numériqueH’au moyen des données descriptives des atomes a_kreçues à ce moment précis.

Cette étape E66 comprend notamment les sous-étapes suivantes à réception des données descriptives d’un atome a_k:

- calcul des coordonnées (t_x, t_y) de la position de cet atome a_men fonction des coordonnées (t’’_x, t’’_y) du centre C_kdu spectre de diffraction S_kau sein du bloc courant T_h,w, de l’indice de dilatation l_ket de l’indice de rotation p_k(par l’intermédiaire de l’angle d’azimut θ_ket de l’angle de diffraction φ_kqui peuvent être calculés en fonction de l’indice de dilatation l_ket de l’indice de rotation p_k) ;

- ajout de la contribution de cet atome a_kau sous-hologramme numériqueH’, cette contribution étant obtenue par application de la partie du coefficient c_kreçue pour cet atome a_ksur l’ondelette de Gabor g_{l k , p k}associée à l’indice de dilatation l_ket à l’indice de rotation p_ket prise au point de coordonnées (t_x, t_y).

Le sous-hologramme numériqueH’courant peut ainsi être affiché au moyen de l’afficheur 408 à l’étape E68.

Il est alors déterminé à l’étape E70 (par exemple par le processeur du second dispositif électronique 400) si la position de l’observateur O a changé.

Dans la négative (c’est-à-dire si la position de l’observateur O est inchangée), le procédé se poursuit à l’étape E64 afin de poursuivre la réception du flux de données et de décoder ainsi des données relatives aux blocs T_h,wsuivants et donc aux atomes a_kcontenus dans ces blocs T_h,w. Les contributions respectives de ces atomes a_ksont ajoutées à l’étape E66 et le sous-hologramme numériqueH’complété est affiché à l’étape E68).

On obtient ainsi une transmission et un affichage progressif du sous-hologramme numériqueH’.

Dans l’affirmative à l’étape E70 (c’est-à-dire si la position de l’observateur O a changé), le procédé se poursuit à l’étape E52 pour transmission des coordonnées de la nouvelle position de l’observateur O. Dans ce cas, la réitération des étapes E56 et E58, notamment, permettra de nouveaux choix et ordonnancement de nouveaux blocs T_h,wpour lesquels des données descriptives des atomes a_mseront envoyés.

On peut prévoir en variante que les coordonnées (x₀, y₀, z₀) soient périodiquement transmises du module d’émission 402 du second dispositif électronique 400 au module de réception 342 du premier dispositif électronique 300 (sans attendre un éventuel changement de position de l’observateur O). Dans ce cas, le premier dispositif électronique 300 est par exemple conçu pour ne pas réitérer les étapes E56, E58 et E60 tant que la position de l’observateur O est inchangée.

On peut prévoir par ailleurs de mémoriser au sein du second dispositif électronique 400 les données relatives à des blocs T_h,wpréalablement reçues afin d’utiliser ces données lorsqu’elles sont requises pour la reconstruction de l’hologramme numérique H tel que vu de la nouvelle position de l’observateur O.

Dans ce cas, selon une première possibilité, le second dispositif électronique 400 transmet par exemple au premier dispositif électronique 300 les indices h, w des blocs T_h,wpour lesquels des données ont été reçues (et sont ainsi mémorisées au sein du second dispositif électronique 400), ainsi qu’éventuellement une indication des plans de bits reçus pour chacun de ces blocs T_h,w. Le premier dispositif électronique 300 ne transmettra pas à nouveau les données ainsi indiquées.

Selon une autre possibilité, on peut mémoriser au sein du premier dispositif électronique 300 un historique indiquant, pour chaque bloc T_h,w, les plans de bits qui ont déjà été transmis au second dispositif électronique 400 pour ce bloc T_h,wde sorte que ces données ne soient pas à nouveau transmises au second dispositif électronique 400 lorsque la position de l’observateur O a changé (seuls les plans de bits venant compléter la description d’un bloc T_h,wétant par exemple alors transmis lorsque ce bloc T_h,west plus proche de la nouvelle position de l’observateur O, en particulier dans le mode de réalisation envisagé plus haut où le nombre de plans de bits transmis est variable en fonction de la distance OP_h,w).

Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l’invention dans le cadre des revendications annexées.

Claims (18)

1. Procédé de transmission de données représentatives d’un hologramme numérique (H) représenté par un ensemble d’atomes (a_k) ayant chacun un spectre de diffraction (S_k) dans un plan d’observation (PO), comprenant les étapes suivantes :
   - détermination (E8) d’un ordre pour des ensembles (a_k; T_h,w) comprenant chacun au moins un atome (a_k), en fonction d’une distance, dans le plan d’observation (PO), entre une position d’observation (O) et une position (C_k; P_h,w) associée à l’ensemble concerné (a_k; T_h,w) ;
   - transmission (E10), pour une partie au moins desdits ensembles (a_k; T_h,w) et dans l’ordre déterminé, de données descriptives dudit au moins un atome (a_k) compris dans l’ensemble concerné (a_k; T_h,w).
2. Procédé de transmission selon la revendication 1, comprenant une étape préalable de réception (E4) de données représentatives de la position d’observation (O) dans le plan d’observation (PO).
3. Procédé de transmission selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque ensemble comprend un unique atome (a_k) et dans lequel la position associée à l’ensemble concerné est la position du centre (C_k) du spectre de diffraction (S_k) de l’atome (a_k) compris dans l’ensemble concerné.
4. Procédé de transmission selon la revendication 3, dans lequel l’ordre est également déterminé en fonction d’une dispersion angulaire (Δφ_k) ou d’une amplitude associées à l’atome (a_k) compris dans l’ensemble concerné.
5. Procédé de transmission selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les données descriptives de l’atome transmises comprennent des données représentatives de la position du centre (C_k) du spectre de diffraction (S_k) de cet atome (a_k) dans une fenêtre de visualisation liée à la position d’observation (O).
6. Procédé de transmission selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque ensemble (T_h,w) comprend les atomes ayant un spectre de diffraction (S_k) dont le centre (C_k) est compris dans une région correspondante du plan d’observation (PO).
7. Procédé de transmission selon la revendication 6, dans lequel la position associée à l’ensemble concerné (T_h,w) est le centre (P_h,w) de la région correspondant audit ensemble concerné (T_h,w).
8. Procédé de transmission selon la revendication 6 ou 7, dans lequel les données descriptives d’au moins un atome compris dans l’ensemble concerné comprennent des données représentatives de la position du centre (C_k) du spectre de diffraction (S_k) de cet atome (a_k) dans la région correspondant à l’ensemble concerné (T_h,w).
9. Procédé de transmission selon l’une des revendications 6 à 8, comprenant une étape de transmission (E62) de données (h, w) représentatives de la position de ladite région dans le plan d’observation (PO).
10. Procédé de transmission selon l’une des revendications 6 à 9, comprenant une étape préalable d’association de chaque atome à la région du plan d’observation contenant le centre (C_k) du spectre de diffraction de cet atome (a_k).
11. Procédé selon la revendication 10, comprenant, pour au moins une région donnée du plan d’observation (PO), une étape d’ordonnancement des atomes associés à ladite région donnée en fonction d’une dispersion angulaire (Δφ_k) ou d’une amplitude associées à chacun de ces atomes (a_k).
12. Dispositif de transmission de données représentatives d’un hologramme numérique (H) représenté par un ensemble d’atomes (a_k) ayant chacun un spectre de diffraction (S_k) dans un plan d’observation (PO), comprenant :
    - un module (146 ; 346) de détermination d’un ordre pour des ensembles (a_k; T_h,w) comprenant chacun au moins un atome (a_k), en fonction d’une distance, dans le plan d’observation (PO), entre une position d’observation (O) et une position (C_k; P_h,w) associée à l’ensemble concerné (a_k; T_h,w) ; et
    - un module (150 ; 350) de transmission, pour une partie au moins desdits ensembles (a_k; T_h,w) et dans l’ordre déterminé, de données descriptives dudit au moins un atome (a_k) compris dans l’ensemble concerné (a_k; T_h,w).
13. Dispositif de transmission selon la revendication 12, comprenant un module (142 ; 342) de réception de données représentatives de la position d’observation (O) dans le plan d’observation (PO).
14. Dispositif de transmission selon la revendication 12 ou 13, dans lequel chaque ensemble comprend un unique atome (a_k) et dans lequel le module de détermination (146) est conçu pour déterminer l’ordre parmi lesdits ensembles (a_k) en fonction de la distance, dans le plan d’observation (PO), entre une position d’observation (O) et la position du centre (C_k) du spectre de diffraction (S_k) de l’atome (a_k) compris dans l’ensemble concerné.
15. Dispositif de transmission selon la revendication 14, dans lequel le module de transmission (150) est conçu pour transmettre des données représentatives de la position du centre (C_k) du spectre de diffraction (S_k) dudit au moins un atome (a_k) dans une fenêtre de visualisation (V) liée à la position d’observation (O).
16. Dispositif de transmission selon la revendication 12 ou 13, dans lequel chaque ensemble (T_h,w) comprend les atomes (a_k) ayant un spectre de diffraction (S_k) dont le centre (C_k) est compris dans une région correspondante du plan d’observation (PO) et dans lequel le module de détermination (346) est conçu pour déterminer l’ordre parmi lesdits ensembles (T_h,w) en fonction de la distance, dans le plan d’observation (PO), entre une position d’observation (O) et le centre (P_h,w) de la région correspondant audit ensemble concerné (T_h,w).
17. Dispositif de transmission selon la revendication 16, dans lequel le module de transmission (350) est conçu pour transmettre des données représentatives de la position du centre (C_k) du spectre de diffraction (S_k) dudit au moins un atome (a_k) dans la région correspondant à l’ensemble concerné (T_h,w).
18. Dispositif de transmission selon la revendication 16 ou 17, comprenant un module (328) d’association de chaque atome (a_k) à la région du plan d’observation (PO) contenant le centre (C_k) du spectre de diffraction (S_k) de cet atome (a_k).