JP6607489B2 - ホログラムデータ生成装置およびそのプログラム - Google Patents
ホログラムデータ生成装置およびそのプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6607489B2 JP6607489B2 JP2015209713A JP2015209713A JP6607489B2 JP 6607489 B2 JP6607489 B2 JP 6607489B2 JP 2015209713 A JP2015209713 A JP 2015209713A JP 2015209713 A JP2015209713 A JP 2015209713A JP 6607489 B2 JP6607489 B2 JP 6607489B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hologram
- amplitude distribution
- complex amplitude
- viewpoint image
- hologram data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 125
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 62
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 28
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Description
このような、CGHのホログラムデータを生成する手法は種々存在する。例えば、被写体空間を点の集まり、すなわち、物体を点物体の集合であるとみなして、点光源の波面を加算することでホログラムデータを生成する点充填法がある。
このHS法は、2次元画像に位相情報を付加してフーリエ変換処理を行うことで、ホログラム面における物体光の複素振幅分布を生成する。そして、HS法は、生成された物体光の複素振幅分布と参照光の複素振幅分布とから、ホログラムデータ(干渉縞情報)を生成する。
HS法は、再生対象となる物体からの光を高密度な光線情報として取得し、その光線群を再生するためのホログラムを生成する手法である。すなわち、HS法は、広がり角がない理想的な光線を光線群として再生するホログラムを生成している。
本発明によれば、補正手段によるホログラム面における複素振幅分布の補正により、ホログラムにより再生される光線の広がり角を制御したホログラムデータを生成することができる。
これによって、本発明は、従来のHS法の計算量の少ない特徴を保持しつつ、光線の回折による再生像のボケを抑えることが可能なホログラムデータを生成することができる。
図1を参照して、本発明の実施形態に係るホログラムデータ生成装置を含んだホログラムデータ生成システムの構成について説明する。
このカメラCaが撮影する多視点画像Aの画像数は、ホログラムを区分する要素ホログラムの数に対応する。例えば、ホログラムを縦128個×横256個の要素ホログラムで構成する場合、カメラCaは、同一平面上に縦128個×横256個だけ配置する。
以下、本発明の実施形態に係るホログラムデータ生成装置の処理概要、構成および動作について順次説明する。
まず、図2を参照(適宜図1参照)して、本発明の実施形態に係るホログラムデータ生成装置1によるホログラムデータの生成手法の概要について説明する。
そして、ホログラムデータ生成装置1は、視点画像複素振幅分布U1,U2,…,Unと、要素ホログラムの光線幅の広がりを抑制する補正関数Cとの複素積を計算し、視点画像補正複素振幅分布W1,W2,…,Wnを生成する。
そして、ホログラムデータ生成装置1は、ホログラム面複素振幅分布Oと参照光複素振幅分布Rとの複素和の2乗を計算することで、ホログラムデータIを生成する。
次に、図4を参照(適宜図2参照)して、本発明の実施形態に係るホログラムデータ生成装置の構成について説明する。
ここでは、ホログラムデータ生成装置1は、視点画像複素振幅分布生成手段10と、補正手段20と、連結手段30と、干渉縞情報生成手段40と、を備える。
この位相付加手段11は、視点画像Anの画素値(スカラ振幅)をAn(fx,fy)としたとき、以下の式(1)によって、位相φIn(fx,fy)を付加した複素振幅である位相付視点画像In(fx,fy)を生成する。なお、座標(fx,fy)は、要素ホログラムの画素と1対1に対応するものである。例えば、要素ホログラムがM×M画素であった場合、fx,fyは、−M/2≦fx≦M/2、−M/2≦fy≦M/2の範囲の値である。
この位相付加手段11は、生成した位相付視点画像In(fx,fy)を逆フーリエ変換手段12に出力する。
この逆フーリエ変換手段12は、位相付視点画像In(fx,fy)に対して、以下の式(2)の逆フーリエ変換を行うことで、視点画像複素振幅分布Un(x,y)を生成する。なお、座標(x,y)は、(fx,fy)と同様、要素ホログラムの画素と1対1に対応するものである。例えば、要素ホログラムがM×M画素であった場合、x,yは、−M/2≦x≦M/2、−M/2≦y≦M/2の範囲の値である。
この逆フーリエ変換手段12は、生成したホログラム面の要素ホログラム上の視点画像複素振幅分布Un(x,y)を補正手段20に出力する。
この補正手段20は、外部から設定される光線幅補正情報を補正関数のパラメータとして、要素ホログラムにおいて再生される光線幅を制御するように、視点画像複素振幅分布Un(x,y)の位相および振幅のいずれか一方、または両方を変調する。
なお、光線幅補正情報は予め設定された固定値を用いてもよいが、ここでは、外部から設定されるものとする。
また、ここで、補正関数Cの座標(x,y)は、要素ホログラムの中心を座標原点(0,0)とする座標である。
なお、式(5)は、使用する極座標(r,θ)を直交座標(x,y)に変換して、式(3)で用いることはいうまでもない。
この連結手段30は、生成したホログラム面複素振幅分布O(x,y)を干渉縞情報生成手段40に出力する。
すなわち、干渉縞情報生成手段40は、ホログラム面複素振幅分布O(x,y)と参照光複素振幅分布R(y)とから、以下の式(8)により、ホログラムデータI(x,y)を生成する。
これによって、ホログラムデータ生成装置1は、従来のHS法に、複素振幅分布の補正を行う少ない計算処理を付加するのみで、HS法の計算量が少ない利点を保持したまま、HS法の欠点であった光線の回折に起因するホログラム面から離れた物体のボケを抑制することができる。
次に、図7を参照(適宜図1,図4参照)して、本発明の実施形態に係るホログラムデータ生成装置の動作について説明する。
まず、ホログラムデータ生成装置1は、視点画像複素振幅分布生成手段10によって、多視点画像のうちの1つの視点画像を入力する(ステップS1)。
すなわち、補正手段20は、例えば、光線方向を凸レンズの特性を有して変化させる光線幅補正情報(前記式(4))で特定される補正関数と、ステップS3で生成された視点画像振幅複素分布との複素積演算を行うことで、要素ホログラムごとのホログラム面における視点画像補正複素振幅分布を生成する。
そして、すべての視点画像に対して視点画像補正複素振幅分布の生成が完了していない場合(ステップS5でNo)、ホログラムデータ生成装置1は、ステップS1に戻って、他の視点画像を入力し、視点画像補正複素振幅分布を生成する。
そして、ホログラムデータ生成装置1は、ステップS7で生成されたホログラムデータを外部に出力する(ステップS8)。
以上、本発明の実施形態に係るホログラムデータ生成装置1の構成および動作について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
例えば、ここでは、ホログラムデータ生成装置1は、補正手段20において、光線の広がり角を小さくするように複素振幅分布の補正を行った。
しかし、本発明は、必ずしも光線の広がり角を小さくする方向の補正に限定されない。例えば、補正手段20は、光線の広がり角を大きくするように補正することとしてもよい。
具体的には、補正手段20は、仮想のレンズとして焦点距離を負の値とし、拡散レンズ(凹レンズ)の特性を有するように位相情報を付加して複素振幅分布を補正すればよい。
これによって、ホログラムデータ生成装置1は、例えば、光線群の離散角が回折による光線の広がり角よりも大きく、光線と光線との間が空いてしまう場合でも、その間を光で埋めることができる。
しかし、要素ホログラムごとの視点画像補正複素振幅分布から、個別に干渉縞情報を生成した後、それらを連結することで、ホログラム全体のホログラムデータを生成することとしてもよい。
その場合、図8に示すホログラムデータ生成装置1Bとして構成すればよい。
干渉縞情報生成手段40Bは、補正手段20で補正された要素ホログラムごとの視点画像補正複素振幅分布から、要素ホログラムごとのホログラムデータ(干渉縞情報)を生成するものである。なお、この干渉縞情報の生成は、外部から入力される参照光データ(複素振幅分布)と、視点画像補正複素振幅分布との複素和の2乗を計算することで求めることができる。
その場合、ホログラムデータ生成装置1(図4参照)においては、干渉縞情報生成手段40の後段に分割手段(不図示)を備え、分割手段が干渉縞情報生成手段40で生成されたホログラムデータを要素ホログラム単位に分割することとすればよい。
また、ホログラムデータ生成装置1B(図8参照)においては、連結手段30Bを構成から省略し、干渉縞情報生成手段40Bが生成した要素ホログラムごとのホログラムデータを出力することとすればよい。
10 視点画像複素振幅分布生成手段
20 位相付加手段
30 逆フーリエ変換手段
20 補正手段
30,30B 連結手段
40,B 干渉縞情報生成手段
Claims (5)
- 複数の視点画像からホログラムデータを生成するホログラムデータ生成装置であって、
前記複数の視点画像ごとに位相情報を付加して逆フーリエ変換することで、ホログラム面における要素ホログラム単位の複素振幅分布である視点画像複素振幅分布を生成する視点画像複素振幅分布生成手段と、
前記視点画像複素振幅分布と、前記要素ホログラムで再生される光線の広がり角を制御する補正関数との複素積を計算することで、前記視点画像複素振幅分布を補正した視点画像補正複素振幅分布を生成する補正手段と、
この補正手段で生成された要素ホログラム単位の視点画像補正複素振幅分布を連結し、ホログラム全体の複素振幅分布であるホログラム面複素振幅分布を生成する連結手段と、
前記ホログラム面複素振幅分布と、参照光の複素振幅分布との複素和の2乗を計算することで、干渉縞情報である前記ホログラムデータを生成する干渉縞情報生成手段と、
を備えることを特徴とするホログラムデータ生成装置。 - 複数の視点画像からホログラムデータを生成するホログラムデータ生成装置であって、
前記複数の視点画像ごとに位相情報を付加して逆フーリエ変換することで、ホログラム面における要素ホログラム単位の複素振幅分布である視点画像複素振幅分布を生成する視点画像複素振幅分布生成手段と、
前記視点画像複素振幅分布と、前記要素ホログラムで再生される光線の広がり角を制御する補正関数との複素積を計算することで、前記視点画像複素振幅分布を補正した視点画像補正複素振幅分布を生成する補正手段と、
この補正手段で生成された要素ホログラム単位の視点画像補正複素振幅分布と、参照光の複素振幅分布との複素和の2乗を計算することで、前記要素ホログラム単位の干渉縞情報であるホログラムデータを生成する干渉縞情報生成手段と、
を備えることを特徴とするホログラムデータ生成装置。 - 前記補正手段は、前記視点画像複素振幅分布に集光レンズまたは拡散レンズの位相情報を付加する補正関数を用いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラムデータ生成装置。
- 前記補正手段は、前記視点画像複素振幅分布に非回折ビームを形成するレンズの位相情報を付加する補正関数を用いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラムデータ生成装置。
- コンピュータを、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のホログラムデータ生成装置として機能させるためのホログラムデータ生成プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015209713A JP6607489B2 (ja) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | ホログラムデータ生成装置およびそのプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015209713A JP6607489B2 (ja) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | ホログラムデータ生成装置およびそのプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017083562A JP2017083562A (ja) | 2017-05-18 |
JP6607489B2 true JP6607489B2 (ja) | 2019-11-20 |
Family
ID=58711945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015209713A Active JP6607489B2 (ja) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | ホログラムデータ生成装置およびそのプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6607489B2 (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3420802B2 (ja) * | 1992-09-30 | 2003-06-30 | 富士通株式会社 | ホログラフィック・ステレオグラム |
JP2002123162A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-26 | Sony Corp | ホログラフィックステレオグラム作製方法およびホログラフィックステレオグラム作製装置 |
CA2364601A1 (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-03 | Utar Scientific Inc. | Computer-assisted hologram forming method and apparatus |
JP2006309012A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ホログラムデータ生成装置、方法およびプログラム、ならびにホログラムデータ生成システムおよびホログラム表示システム |
EP2089777B1 (en) * | 2006-10-26 | 2018-03-21 | SeeReal Technologies S.A. | Holographic display device |
DE102007025069B4 (de) * | 2007-05-21 | 2018-05-24 | Seereal Technologies S.A. | Holographisches Rekonstruktionssystem |
JP2012008252A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Pioneer Electronic Corp | 画像データ生成方法及びその装置ならびにホログラフィックステレオグラム作成システム |
GB201011829D0 (en) * | 2010-07-14 | 2010-09-01 | Two Trees Photonics Ltd | Display system |
JP5831930B2 (ja) * | 2011-08-31 | 2015-12-09 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | ホログラム生成装置およびホログラム生成方法 |
-
2015
- 2015-10-26 JP JP2015209713A patent/JP6607489B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017083562A (ja) | 2017-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5468537B2 (ja) | 3dレンダリング・グラフィック・パイプラインを向上するためにビデオホログラムをリアルタイムに生成する方法 | |
KR101800929B1 (ko) | 홀로그래픽 디스플레이 왜곡 보정 방법 및 장치 | |
JP5266223B2 (ja) | 伝播を使用して計算機ビデオホログラムをリアルタイムに生成する方法 | |
KR100837365B1 (ko) | 룩업 테이블을 이용한 컴퓨터 형성 홀로그램 생성과 재생방법 및 그 장치 | |
US20140300941A1 (en) | Method and apparatus for generating hologram based on multi-view image | |
KR20170038520A (ko) | 푸리에 변환을 수행하는 방법 및 장치 | |
KR20140096532A (ko) | 디지털 홀로그램 생성 장치 및 그 방법 | |
Kang et al. | Color holographic wavefront printing technique for realistic representation | |
KR101021127B1 (ko) | 룩업 테이블과 영상의 공간적 중복성을 이용한 컴퓨터 형성 홀로그램 산출 방법 및 그 장치 | |
Zhang et al. | Resolution-enhanced holographic stereogram based on integral imaging using an intermediate-view synthesis technique | |
KR101901966B1 (ko) | 디지털 홀로그래픽 스테레오그램 제작 시스템 | |
JP5831930B2 (ja) | ホログラム生成装置およびホログラム生成方法 | |
Kondoh et al. | Hidden surface removal in full‐parallax CGHs by silhouette approximation | |
Kang et al. | Color wavefront printer with mosaic delivery of primary colors | |
Hayashi et al. | Improvement of camera arrangement in computer-generated holograms synthesized from multi-view images | |
JP6607489B2 (ja) | ホログラムデータ生成装置およびそのプログラム | |
JP5001570B2 (ja) | ホログラムデータ作成装置、ホログラムデータ作成方法及びホログラムデータ作成プログラム | |
JP2012008220A (ja) | ルックアップテーブルと画像の空間的重複性を用いた計算機合成ホログラムの算出方法及びその装置 | |
Schiffers et al. | Stochastic Light Field Holography | |
Edwards | Holograms on the horizon? | |
JP2012008207A (ja) | ルックアップテーブルと画像の時間的重複性を用いた3次元動画の計算機合成ホログラムの算出方法及びその装置 | |
JP7393093B2 (ja) | 計算機合成ホログラム生成装置、方法及びプログラム | |
Kinoshita et al. | Computer-generated holograms at an arbitrary viewpoint synthesized from multi-view images | |
KR20170072115A (ko) | 홀로그램의 크기 변환 장치 및 방법 | |
CN115202174B (zh) | 基于光场图像的全息体视图获取方法、系统和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180829 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190627 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190723 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190904 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191001 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191011 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6607489 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |