KR20220023953A

KR20220023953A - Method and system for processing computer-generated hologram

Info

Publication number: KR20220023953A
Application number: KR1020210041261A
Authority: KR
Inventors: 양대호; 김선일; 서원택; 성기영; 신봉수; 안중권; 유장우; 이창건; 홍종영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-03-03

Abstract

A method and system for processing a computer-generated hologram (CGH) are disclosed. The system for processing a CGH includes a CGH generating device and a display device. The CGH generating device changes, after propagating object data from a first depth layer to a second depth layer, amplitude data of the object data to predetermined second amplitude data, repeatedly performs a process of backpropagating the object data from the second depth layer to the first depth layer and then changing the amplitude data of the object data to predetermined first amplitude data, and generates a CGH by using the object data.

Description

Method and system for processing CGH {Method and system for processing computer-generated hologram}

CGH(computer-generated hologram)를 처리하는 방법 및 시스템에 관한다.A method and system for processing a computer-generated hologram (CGH).

홀로그래피(holography)는, 빛의 진폭 및 위상을 조절하여 3D 공간 상에 객체를 재현함에 따라, 시야의 제한이 없고 입체 피로가 거의 없는 3D 공간 표현 기술의 일종이다. 따라서, 빛의 진폭과 위상을 동시에 제어할 수 있는 복합 공간 광 변조기(complex Spatial Light Modulator(SLM))를 이용하여 실시간으로 고해상도 홀로그램을 구현하는 디바이스들이 많이 개발되고 있다. 홀로그램은, 물체파와 참조파의 간섭 패턴(interference pattern)을 이용하여 3D 공간 상에 표시될 수 있다. 최근에는 홀로그램을 재생하기 위한 간섭 패턴을 프로세싱함으로써 평면 디스플레이(flat panel display) 상에서 홀로그램을 제공할 수 있는 컴퓨터 생성 홀로그래피(computer-generated holography)가 활용되고 있다. 디지털 홀로그램을 생성하는 방법, 예를 들어 컴퓨터 생성 홀로그래피는, 광학 신호들을 근사화하고 수학적 연산을 통해 생성된 간섭 패턴을 계산함으로써, 홀로그램을 생성한다. 디지털 홀로그램 생성 방법은, 객체가 3D 포인트들, 폴리곤들, 또는 깊이 데이터들 등의 다양한 데이터의 집합으로 구성된다는 점에 기초하여, 객체를 구성하는 객체 데이터들을 계산함으로써, 완성된 홀로그램을 표현한다.Holography is a type of 3D space expression technology that has no limitation of field of view and almost no stereoscopic fatigue as an object is reproduced in 3D space by adjusting the amplitude and phase of light. Accordingly, many devices have been developed that implement high-resolution holograms in real time using a complex spatial light modulator (SLM) capable of simultaneously controlling the amplitude and phase of light. The hologram may be displayed in 3D space using an interference pattern of an object wave and a reference wave. Recently, computer-generated holography capable of providing a hologram on a flat panel display by processing an interference pattern for reproducing the hologram has been utilized. Methods of generating digital holograms, such as computer-generated holography, generate holograms by approximating optical signals and calculating interference patterns generated through mathematical operations. The digital hologram generating method expresses a completed hologram by calculating object data constituting the object based on the fact that the object is composed of a set of various data such as 3D points, polygons, or depth data.

CGH(computer-generated hologram)를 처리하는 방법 및 시스템을 제공하는데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.An object of the present invention is to provide a method and system for processing computer-generated hologram (CGH). The technical problem to be achieved by this embodiment is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may be inferred from the following embodiments.

일 측면에 따르면, CGH(computer-generated hologram)를 처리하는 방법은, 제1 깊이 레이어에 대응하는 제1 객체 이미지 및 제2 깊이 레이어에 대응하는 제2 객체 이미지를 생성하는 단계; 상기 제1 객체 이미지에 기초하여 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 상기 제2 객체 이미지에 기초하여 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 결정하는 단계; 상기 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 랜덤화 된 제1 위상 데이터를 포함하는 제1 객체 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 제1 객체 데이터를 입력으로 사용하여 전파 프로세스를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 전파 프로세스는, 제2 진폭 데이터 및 제2 위상 데이터를 포함하는 제2 객체 데이터를 획득하기 위하여 상기 제1 객체 데이터를 상기 제2 깊이 레이어로 전파하는 단계; 변경된 제2 객체 데이터를 획득하기 위하여 상기 제2 진폭 데이터를 상기 미리 결정된 제2 진폭 데이터로 변경하는 단계; 변경된 제1 진폭 데이터 및 변경된 제1 위상 데이터를 포함하는 변경된 제1 객체 데이터를 획득하기 위하여 상기 변경된 제2 객체 데이터를 상기 제1 깊이 레이어로 역전파하는 단계; 및 최종 제1 객체 데이터를 획득하기 위하여 상기 변경된 제1 객체 데이터에 포함된 상기 변경된 제1 진폭 데이터를 상기 미리 결정된 제1 진폭 데이터로 변경하는 단계를 포함하고, 상기 최종 제1 객체 데이터에 기초하여 CGH를 생성하는 단계; 및 상기 CGH에 기초하여 상기 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 상기 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 갖는 홀로그래픽 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one aspect, a method of processing a computer-generated hologram (CGH) includes: generating a first object image corresponding to a first depth layer and a second object image corresponding to a second depth layer; determining first amplitude data predetermined on the basis of the first object image and second amplitude data predetermined on the basis of the second object image; generating first object data including the first predetermined amplitude data and randomized first phase data; and performing a propagation process using the first object data as an input, wherein the propagation process is performed to obtain second object data comprising second amplitude data and second phase data. propagating data to the second depth layer; changing the second amplitude data into the predetermined second amplitude data to obtain changed second object data; backpropagating the modified second object data to the first depth layer to obtain modified first object data including the modified first amplitude data and the modified first phase data; and changing the changed first amplitude data included in the changed first object data to the predetermined first amplitude data to obtain final first object data, based on the final first object data producing CGH; and displaying a holographic image having the first predetermined amplitude data and the predetermined second amplitude data based on the CGH.

다른 측면에 따르면, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 상술한 방법을 실행하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 기록매체를 포함할 수 있다.According to another aspect, a computer-readable recording medium may include a recording medium in which one or more programs including instructions for executing the above-described method are recorded.

또 다른 측면에 따르면, CGH(computer-generated hologram)를 처리하는 시스템은, CGH를 생성하도록 구성된 CGH 생성 장치; 및 상기 CGH를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이 장치를 포함하고, 상기 CGH 생성 장치는, 제1 깊이 레이어에 대응하는 제1 객체 이미지 및 제2 깊이 레이어에 대응하는 제2 객체 이미지를 생성하고, 상기 제1 객체 이미지에 기초하여 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 상기 제2 객체 이미지에 기초하여 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 결정하고, 상기 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 랜덤화 된 제1 위상 데이터를 포함하는 제1 객체 데이터를 생성하고, 상기 제1 객체 데이터를 입력으로 사용하여 전파 프로세스를 수행하도록 구성되고, 상기 전파 프로세스는, 제2 진폭 데이터 및 제2 위상 데이터를 포함하는 제2 객체 데이터를 획득하기 위하여 상기 제1 객체 데이터를 상기 제2 깊이 레이어로 전파하는 단계; 변경된 제2 객체 데이터를 획득하기 위하여 상기 제2 진폭 데이터를 상기 미리 결정된 제2 진폭 데이터로 변경하는 단계; 변경된 제1 진폭 데이터 및 변경된 제1 위상 데이터를 포함하는 변경된 제1 객체 데이터를 획득하기 위하여 상기 변경된 제2 객체 데이터를 상기 제1 깊이 레이어로 역전파하는 단계; 및 최종 제1 객체 데이터를 획득하기 위하여 상기 변경된 제1 객체 데이터에 포함된 상기 변경된 제1 진폭 데이터를 상기 미리 결정된 제1 진폭 데이터로 변경하는 단계를 포함하고, 상기 CGH 생성 장치는 상기 최종 제1 객체 데이터에 기초하여 상기 CGH를 생성하도록 구성되고, 상기 디스플레이 장치는 상기 CGH를 이용하여 상기 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 상기 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 포함하는 홀로그래픽 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.According to another aspect, a system for processing computer-generated hologram (CGH) comprises: a CGH generating device configured to generate CGH; and a display device configured to display the CGH, wherein the CGH generating device generates a first object image corresponding to a first depth layer and a second object image corresponding to a second depth layer, the first object A first object that determines first predetermined amplitude data based on an image and second predetermined amplitude data based on the second object image, and includes the first predetermined amplitude data and randomized first phase data. generate data, and perform a propagation process using the first object data as an input, the propagation process comprising: the second object data to obtain second object data including second amplitude data and second phase data; propagating 1 object data to the second depth layer; changing the second amplitude data into the predetermined second amplitude data to obtain changed second object data; backpropagating the modified second object data to the first depth layer to obtain modified first object data including the modified first amplitude data and the modified first phase data; and changing the changed first amplitude data included in the changed first object data to the predetermined first amplitude data to obtain the final first object data, wherein the CGH generating device is the final first be configured to generate the CGH based on object data, and the display device may be configured to display a holographic image including the first predetermined amplitude data and the predetermined second amplitude data using the CGH. .

도 1은 일 실시예에 따라 컴퓨터 생성 홀로그래피의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따라 깊이 맵 방식으로 객체의 CGH를 생성할 때, 객체에 대한 깊이 레이어 별 2D 이미지들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따라 램버트면 및 CGH에 대한 시야 심도를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따라 랜덤 위상를 이용하여 생성된 홀로그래픽 이미지를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 일 실시예에 따른 CGH를 생성하는 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 6a는 일 실시예에 따라 제1 목표 진폭 값 및 제2 목표 진폭 값을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b 및 6c는 일 실시예에 따라 제1 목표 진폭 값 및 제2 목표 진폭 값을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 일 실시예에 따라 객체 데이터를 전파하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 8b는 일 실시예에 따라 객체 데이터의 위상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 9b는 도 8a의 방법에 따라 생성된 홀로그래픽 이미지들을 나타낸다.
도 10은 일 실시예에 따라 객체 데이터를 전파하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따라 객체 데이터를 전파하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따라 객체 데이터의 위상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 CGH를 처리하는 방법의 흐름도이다.1 is a diagram for explaining the principle of computer-generated holography according to an embodiment.
2A and 2B are diagrams for explaining 2D images for each depth layer of an object when a CGH of an object is generated by a depth map method according to an embodiment.
3A and 3B are diagrams for explaining a depth of field of view with respect to a Lambertian surface and a CGH according to an exemplary embodiment.
4A and 4B are diagrams for explaining a holographic image generated using a random phase according to an exemplary embodiment.
5 is a block diagram illustrating a hardware configuration of an apparatus for generating CGH according to an embodiment.
6A is a diagram for describing a method of obtaining a first target amplitude value and a second target amplitude value according to an exemplary embodiment.
6B and 6C are diagrams for explaining a method of obtaining a first target amplitude value and a second target amplitude value according to an exemplary embodiment;
7 is a diagram for explaining propagation of object data according to an embodiment.
8A and 8B are diagrams for explaining a method of acquiring a phase of object data according to an embodiment.
9a and 9b show holographic images generated according to the method of FIG. 8a.
10 is a diagram for explaining propagation of object data according to an embodiment.
11 is a diagram for explaining propagation of object data according to an embodiment.
12 is a diagram for describing a method of acquiring a phase of object data according to an embodiment.
13 is a flowchart of a method of generating a CGH using object data according to an embodiment.
14 is a flowchart of a method of generating a CGH using object data according to an embodiment.
15 is a flowchart of a method of generating a CGH using object data according to an embodiment.
16 is a flowchart of a method of processing CGH according to an embodiment.

실시예들에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.As terms used in the embodiments, general terms that are currently widely used are selected, but this may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the corresponding description. Therefore, the terms used in the specification should be defined based on the meaning of the term and the contents of the entire specification, rather than the simple name of the term.

본 실시예들에서 사용되는 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. Terms such as “consisting of” or “comprising” used in the present embodiments should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, and some components or It should be construed that some steps may not be included, or may further include additional components or steps.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 실시예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment may be implemented in several different forms and is not limited to the examples described herein.

도 1은 일 실시예에 따라 컴퓨터 생성 홀로그래피의 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining the principle of computer-generated holography according to an embodiment.

관찰자(observer)는 안구(eye ball)를 통하여 공간 상에 존재하는 물체를 인식할 수 있다. 관찰자는 객체로부터 반사된 빛이 안구 정면의 수정체 렌즈(eye lens)를 통해 굴절되어 안구 후면의 망막(retina)에 맺힘으로써, 공간 상의 객체를 볼 수 있다. 이와 같은 원리를 이용하여, 컴퓨터 생성 홀로그래피의 원리를 구현할 수 있다.An observer may recognize an object existing in space through an eye ball. The observer can see the object in space as light reflected from the object is refracted through an eye lens at the front of the eye and is focused on the retina at the back of the eye. Using this principle, the principle of computer-generated holography can be implemented.

관찰자의 수정체 렌즈 평면(eye lens plane) W(u,v) (14)의 초점을 특정한 깊이 레이어(L₁, L_M 또는 L_N)에 대응시키면, 그 깊이 레이어 상의 이미지는 망막 평면(retina plane) Q(x₂, y₂) (13)에 이미징 초점을 갖는 것으로 가정할 수 있다. 그리고 나서, 망막 평면(13)에 맺힌 이미지를 역으로 SLM(Spatial Light Modulator) 평면 또는 CGH 평면 P(x₁, y₁) (15)에 전파함으로써(propagate) SLM 평면(또는 'CGH 평면'이라 한다.)(15)에서의 복소 광파 필드(complex light wave field)를 계산할 수 있고 이로써, CGH를 표현하기 위한 CGH 간섭 패턴이 획득될 수 있다.When the focus of the observer's eye lens plane W(u,v) (14) corresponds to a specific depth layer (L ₁ , L _M or L _N ), the image on that depth layer is the retina plane (retina plane). ) Q(x ₂ , y ₂ ) can be assumed to have the imaging focus on (13). Then, by propagating the image formed on the retinal plane 13 to the SLM (Spatial Light Modulator) plane or the CGH plane P(x ₁ , y ₁ ) (15) inversely, the SLM plane (or 'CGH plane') A complex light wave field in (15) can be calculated, whereby a CGH interference pattern for representing the CGH can be obtained.

컴퓨터 생성 홀로그래피는 포인트 클라우드 방식, 폴리곤 방식, 깊이 맵(depth map)(또는 레이어 기반(layer-based)) 방식 등으로 분류될 수 있다. 포인트 클라우드 방식은 물체의 표면을 수많은 점들로 표현하고 각 점의 간섭 패턴을 계산하므로 정교한 깊이 표현이 가능하지만 점들의 개수에 따라 계산량이 매우 증가하게 된다. 폴리곤 방식은 물체 표면을 다각형 메시들로 표현하고 각 간섭 패턴을 계산하여, 물체의 정교함은 떨어지더라도 계산량이 적게 된다. 깊이 맵 방식은 레이어 기반 방식으로서, 2차원 인텐시티(2D intensity) 이미지와 깊이 데이터를 이용하여 CGH를 생성하는 방식이며, 이미지의 해상도에 따라 계산량이 결정될 수 있다.Computer-generated holography may be classified into a point cloud method, a polygon method, a depth map (or layer-based) method, and the like. Since the point cloud method expresses the surface of an object with numerous points and calculates the interference pattern of each point, sophisticated depth expression is possible, but the amount of calculation is greatly increased according to the number of points. In the polygon method, the object surface is expressed as polygonal meshes and each interference pattern is calculated. The depth map method is a layer-based method, and is a method of generating a CGH using a 2D intensity image and depth data, and the amount of calculation may be determined according to the resolution of the image.

깊이 맵 방식은, 객체를 다중 깊이(multi depth)로 근사화하여 모델링한 후 CGH를 생성하는 방식이므로, 다른 방식들에 비해 계산의 효율이 높을 수 있다. 또한, 일반 사진과 같은 2D 인텐시티 정보와 깊이 정보만으로도 CGH의 생성이 가능하다.Since the depth map method generates a CGH after modeling an object by approximating it to multi-depth, calculation efficiency may be higher than other methods. In addition, it is possible to generate CGH only with 2D intensity information and depth information such as a general photo.

깊이 맵 방식에 따라 CGH를 생성할 때, 컴퓨터 생성 홀로그래피의 프로세싱의 대부분은 푸리에 변환(FFT(fast Fourier transform)) 연산이 차지한다. 프로세싱에서의 푸리에 변환(FFT)은, 이미지의 프레넬 회절(Fresnel diffraction)에 의해 얻어지는 회절상(diffracted image)의 분포를 구하기 위한 연산으로서, GFT(Generalized Fresnel Transform) 또는 프레넬 변환(Fresnel Transform)에 해당하고, 이는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 한편, 본 실시예들에서 푸리에 변환의 용어는 푸리에 변환을 이용한 연산들인, 고속 푸리에 변환(FFT), GFT, 프레넬 변환 등을 포함하는 용어일 수 있다.When generating the CGH according to the depth map method, most of the processing of computer-generated holography is occupied by a Fourier transform (FFT (fast Fourier transform) operation). Fourier transform (FFT) in processing is an operation for finding the distribution of a diffracted image obtained by Fresnel diffraction of an image, and is an operation for GFT (Generalized Fresnel Transform) or Fresnel Transform. applicable, and this will be apparent to those skilled in the art. Meanwhile, in the present embodiments, the term Fourier transform may be a term including fast Fourier transform (FFT), GFT, Fresnel transform, and the like, which are operations using Fourier transform.

도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따라 깊이 맵 방식으로 객체의 CGH를 생성할 때, 객체에 대한 깊이 레이어 별 2D 이미지들을 설명하기 위한 도면들이다.2A and 2B are diagrams for explaining 2D images for each depth layer of an object when a CGH of an object is generated by a depth map method according to an embodiment.

도 2a를 참고하면, 객체(200)는 수정체 렌즈 평면 W(u,v) (14)과 SLM 평면(또는 CGH 평면) P(x₁, y₁) (15) 사이의 공간 상에 위치하고 있다. 깊이 맵 방식에 따르면, 이 공간은 소정 개수의 깊이 레이어들로 분할되는 것으로 설정될 수 있다. 여기서, 깊이 레이어들의 개수는 사용자 설정에 의해 변경될 수 있는 임의의 개수로서, 예를 들어 깊이 레이어들의 개수는 256개이거나 또는 다른 개수일 수 있다.Referring to FIG. 2A , the object 200 is positioned in a space between the lens plane W(u,v) 14 and the SLM plane (or CGH plane) P(x ₁ , y ₁ ) 15 . According to the depth map method, this space may be set to be divided into a predetermined number of depth layers. Here, the number of depth layers is an arbitrary number that can be changed by a user setting, for example, the number of depth layers may be 256 or another number.

도 2b를 참고하면, 객체(200)는 기설정된 개수의 깊이 레이어들에 대응하는 깊이 이미지들(220)로 모델링될 수 있다. 깊이 이미지들 각각은 해당 깊이에서의 객체(200)의 객체 데이터(221 내지 224)를 포함하고 있다. 일 실시예에서 객체 데이터(221 내지 224)는 해당 깊이에서의 객체(200)를 나타내기 위한 빛의 진폭(amplitude) 및 위상(phase)에 관한 정보를 포함한다.Referring to FIG. 2B , the object 200 may be modeled as depth images 220 corresponding to a preset number of depth layers. Each of the depth images includes object data 221 to 224 of the object 200 at the corresponding depth. In an embodiment, the object data 221 to 224 include information about an amplitude and a phase of light for representing the object 200 at a corresponding depth.

도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따라 램버트면 및 CGH에 대한 시야 심도를 설명하기 위한 도면들이다.3A and 3B are diagrams for explaining a depth of field of view with respect to a Lambertian surface and a CGH according to an exemplary embodiment.

시야 심도(depth of filed, DoF)는 초점이 선명하게 포착되는 영역이다. 수정체 렌즈 평면(38)의 초점을 객체에 대응시켰을 때, 객체의 앞뒤로 선명하게 보여지는 영역이 시야 심도이다.The depth of field (DoF) is the area in which focus is clearly captured. When the focus of the lens plane 38 is made to correspond to the object, the area clearly seen in the front and back of the object is the depth of field.

램버트면(Lambertian surface)에 대한 시야 심도 및 CGH에 대한 시야 심도를 비교하기 위하여, 램버트면의 객체들(또는 픽셀들, 31 내지 33)이 수정체 렌즈 평면(38)으로부터 이격된 거리들(d1, d2, d3)과 CGH의 객체들(또는 픽셀들, 34 내지 36)이 수정체 렌즈 평면(38)으로부터 이격된 거리들(d1, d2, d3)이 동일하게 설정되었다.In order to compare the depth of field for the Lambertian surface and the depth of field for the CGH, the objects (or pixels, 31 to 33) of the Lambertian surface are the distances d1, which are spaced from the lens plane 38, Distances d1, d2, d3 at which d2, d3) and objects (or pixels, 34 to 36) of CGH are spaced apart from the lens plane 38 are set to be the same.

도 3a를 참조하면, 램버트면의 객체들(31 내지 33)은 모든 방향으로 빛을 방출하거나 반사할 수 있다. 즉, 램버트면의 객체들(31 내지 33)은 수정체 렌즈를 통과하는 충분한 각도(θ)로 빛을 방출할 수 있다. 수정체 렌즈 평면(38)의 초점을 어느 한 객체(32)에 대응시켰을 때, 망막 평면(39)을 벗어난 영역에 다른 객체들(31, 33)에서 방출된 빛의 이미징 초점이 맺히게 된다. 이로써, 어느 한 객체(32)은 선명하게 보여지고 다른 객체들(31, 33)은 흐리게 보임으로써, 관찰자는 객체들(31 내지 33)의 깊이를 명확하게 인식할 수 있다.Referring to FIG. 3A , the objects 31 to 33 of the Lambertian plane may emit or reflect light in all directions. That is, the objects 31 to 33 of the Lambertian plane may emit light at a sufficient angle θ passing through the crystalline lens. When the focus of the lens plane 38 corresponds to one object 32 , the imaging focus of the light emitted from the other objects 31 and 33 is focused on an area outside the retinal plane 39 . As a result, one object 32 is clearly seen and the other objects 31 and 33 are blurred, so that the viewer can clearly recognize the depth of the objects 31 to 33 .

도 3b를 참조하면, CGH의 객체들(34 내지 36)은 한정된 방향으로 빛을 방출한다. 즉, CGH의 객체들(34 내지 36)은 수정체 렌즈의 일부분을 통과하는 한정된 각도(φ)로 빛을 방출한다.Referring to FIG. 3B , the objects 34 to 36 of the CGH emit light in a defined direction. That is, the objects 34 to 36 of the CGH emit light at a finite angle φ passing through a portion of the crystalline lens.

수정체 렌즈 평면(38)의 초점을 어느 한 객체(35)에 대응시켰을 때, 다른 객체들(34, 36)에서 방출된 빛은 망막 평면(39) 또는 그 부근에 이미징 초점이 맺히게 된다. 이로써, 객체들(34, 36)은 객체들(31, 33)과 수정체 렌즈 평면(38)으로부터 동일한 거리만큼 떨어져 있음에도 불구하고, 선명하게 보여진다. 따라서, 관찰자는 객체들(34 내지 36)의 깊이를 명확하게 인식할 수 없다.When the lens plane 38 is focused on one object 35 , the light emitted from the other objects 34 and 36 is focused on the retinal plane 39 or its vicinity for imaging. In this way, the objects 34 , 36 are clearly visible despite being the same distance from the objects 31 , 33 and the lens plane 38 . Accordingly, the observer cannot clearly perceive the depth of the objects 34 to 36 .

이와 같이, CGH에 대한 시야 심도는 램버트면에 대한 시야 심도보다 좁게 형성되어, 관찰자가 홀로그래픽 이미지의 깊이를 인식하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.As such, the depth of field of view for the CGH is formed to be narrower than the depth of field for the Lambertian surface, and thus a problem may occur in that the viewer does not recognize the depth of the holographic image.

도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따라 랜덤 위상를 이용하여 생성된 홀로그래픽 이미지를 설명하기 위한 도면들이다.4A and 4B are diagrams for explaining a holographic image generated using a random phase according to an exemplary embodiment.

도 4a를 참고하면, CGH에 대한 시야 심도를 넓히기 위하여, 랜덤화 된 위상(randomized phase)에 기초하여 객체(또는 픽셀, 41)에서 방출되는 빛이 무작위적으로 산란될 수 있다. 무작위적으로 산란된 빛의 일부는 수정체 렌즈(42)를 통과하지 못하여 망막(43)에 맺히지 못함으로써, 도 4b에 도시된 것과 같이 홀로그래픽 이미지에 검은 점들이 발생할 수 있다. 또한, 무작위적으로 빛이 산란됨으로써, 수정체 렌즈(42)의 초점이 객체(41)에 위치하지 않을 때, 객체(41)가 흐려지는 정도가 불규칙할 수 있다.Referring to FIG. 4A , light emitted from an object (or pixel, 41) may be randomly scattered based on a randomized phase in order to broaden the depth of field for CGH. Since some of the randomly scattered light does not pass through the crystalline lens 42 and thus does not focus on the retina 43, black dots may occur in the holographic image as shown in FIG. 4B. In addition, since light is randomly scattered, when the focus of the crystalline lens 42 is not located on the object 41 , the degree of blurring of the object 41 may be irregular.

도 5는 일 실시예에 따른 CGH를 처리하는 시스템을 도시한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a system for processing CGH according to an embodiment.

도 5를 참고하면, CGH를 처리하는 시스템(10)은 CGH 생성 장치(100) 및 디스플레이 장치(150)를 포함한다. CGH 생성 장치(100)는 프로세서(112) 및 메모리(114)를 포함한다. 도 5에 도시된 CGH 생성 장치(100)에는 본 실시예들와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, CGH 생성 장치(100)에는 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Referring to FIG. 5 , the system 10 for processing CGH includes a CGH generating device 100 and a display device 150 . CGH generating device 100 includes a processor 112 and a memory 114 . Only the components related to the present embodiments are shown in the CGH generating device 100 shown in FIG. 5 . Therefore, it is apparent to those skilled in the art that the CGH generating device 100 may further include other general-purpose components in addition to the components shown in FIG. 5 .

프로세서(112)는 PC(personal computer), 서버 디바이스, TV(television), 모바일 디바이스(스마트폰, 태블릿 디바이스 등), 임베디드 디바이스, 자율주행 자동차, 웨어러블 디바이스, AR(Augmented Reality) 디바이스, IoT(Internet of Things) 디바이스 등의 다양한 종류의 컴퓨팅 디바이스들에 구비된 프로세서에 해당할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(112)는 CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), AP(application processor), NPU(neural processing unit) 등과 같은 프로세서에 해당할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The processor 112 is a personal computer (PC), a server device, a TV (television), a mobile device (smartphone, tablet device, etc.), an embedded device, an autonomous vehicle, a wearable device, an AR (Augmented Reality) device, an Internet of Things (IoT). of Things) may correspond to a processor provided in various types of computing devices, such as a device. For example, the processor 112 may correspond to a processor such as a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), an application processor (AP), or a neural processing unit (NPU), but is not limited thereto.

프로세서(112)는 CGH 생성 장치(100)를 제어하기 위한 전반적인 기능들을 수행하는 역할을 한다. 프로세서(112)는 메모리(114)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, CGH 생성 장치(100)를 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, CGH 생성 장치(100)가 디스플레이 장치(150) 내에 구비된 경우, 프로세서(112)는 CGH 생성 장치(100)에 의한 이미지 처리를 제어함으로써 디스플레이 장치(150)에 의한 홀로그래픽 이미지의 표시를 제어할 수 있다.The processor 112 serves to perform overall functions for controlling the CGH generating device 100 . The processor 112 may control the overall CGH generation device 100 by executing the programs stored in the memory 114 . For example, when the CGH generating device 100 is provided in the display device 150 , the processor 112 controls the image processing by the CGH generating device 100 to control the holographic image by the display device 150 . You can control the display.

디스플레이 장치(150)는 CGH 생성 장치(100)에 의해 생성된 CGH에 기초하여 3D 공간 상에 홀로그래픽 이미지를 표시할 수 있는 장치에 해당할 수 있다. 디스플레이 장치(150)는 공간 광 변조기(SLM)(155)와 같은 홀로그램 재생을 위한 하드웨어 모듈을 포함할 수 있고, LCD, OLED 등과 같은 다양한 종류의 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 즉, 디스플레이 장치(150)는 CGH를 생성하기 위한 CGH 생성 장치(100) 외에도, 홀로그래픽 이미지를 표시하기 위한 다양한 하드웨어 모듈들, 하드웨어 구성들을 포함할 수 있다. 한편, CGH 생성 장치(100)는 디스플레이 장치(150)의 외부에 구현된 별도의 독립적인 장치일 수 있다. 이때, 디스플레이 장치(150)는 외부의 CGH 생성 장치(100)에 의해 생성된 CGH 데이터를 수신하고, 수신된 CGH 데이터에 기초하여 홀로그래픽 이미지를 표시할 수 있다. 즉, CGH 생성 장치(100)와 디스플레이 장치(150)의 구현 방식은 어느 하나의 실시예에 의해 제한되지 않는다.The display device 150 may correspond to a device capable of displaying a holographic image in a 3D space based on the CGH generated by the CGH generating device 100 . The display device 150 may include a hardware module for hologram reproduction, such as a spatial light modulator (SLM) 155 , and may include various types of display panels such as LCD and OLED. That is, the display device 150 may include various hardware modules and hardware configurations for displaying a holographic image in addition to the CGH generating device 100 for generating a CGH. On the other hand, the CGH generating device 100 may be a separate independent device implemented outside the display device (150). At this time, the display device 150 may receive the CGH data generated by the external CGH generating device 100, and display a holographic image based on the received CGH data. That is, the implementation method of the CGH generating device 100 and the display device 150 is not limited by any one embodiment.

메모리(114)는 프로세서(112) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 예를 들어, 메모리(114)는 프로세서(112)에서 처리된 CGH 데이터들 및 처리될 CGH 데이터들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(114)는 프로세서(112)에 의해 구동될 다양한 애플리케이션들, 예를 들어 홀로그램 재생 애플리케이션, 웹 브라우징 애플리케이션, 게임 애플리케이션, 비디오 애플리케이션 등을 저장할 수 있다.The memory 114 is hardware for storing various data processed in the processor 112 , for example, the memory 114 may store CGH data processed by the processor 112 and CGH data to be processed. In addition, the memory 114 may store various applications to be driven by the processor 112 , for example, a hologram playback application, a web browsing application, a game application, a video application, and the like.

메모리(114)는 휘발성 메모리(volatile memory) 또는 불휘발성 메모리(nonvolatile memory) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 불휘발성 메모리는 ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM) 등을 포함한다. 휘발성 메모리는 DRAM (Dynamic RAM), SRAM (Static RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM) 등을 포함한다. 실시예에 있어서, 메모리(114)는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital) 또는 Memory Stick 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.The memory 114 may include at least one of a volatile memory and a nonvolatile memory. Non-volatile memory includes ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), Flash memory, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM), and the like. Volatile memory includes DRAM (Dynamic RAM), SRAM (Static RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), etc. . In an embodiment, the memory 114 is a hard disk drive (HDD), solid state drive (SSD), compact flash (CF), secure digital (SD), micro secure digital (Micro-SD), mini-SD (mini). secure digital), xD (extreme digital), or memory stick may be implemented.

프로세서(112)는 어느 한 깊이 레이어와 다른 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값이 원하는 진폭 값을 만족하도록, 어느 한 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 위상 값을 결정한다.The processor 112 determines a phase value of the object data in one depth layer so that the amplitude value of the object data in one depth layer and another depth layer satisfy a desired amplitude value.

프로세서(112)는 미리 생성된 복수의 2D 이미지로부터 복수의 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 목표 진폭 값들을 획득할 수 있다. 예를 들어, 2개의 2D 이미지 각각으로부터 제1, 2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 제1, 2 목표 진폭 값들이 획득될 수 있다.The processor 112 may obtain target amplitude values of object data in a plurality of depth layers from a plurality of previously generated 2D images. For example, first and second target amplitude values of object data in the first and second depth layers may be obtained from each of the two 2D images.

프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 초기 진폭 값을 제1 목표 진폭 값으로 설정하고, 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 초기 위상 값을 임의의 위상 값으로 설정할 수 있다.The processor 112 may set the initial amplitude value of the object data in the first depth layer as the first target amplitude value, and set the initial phase value of the object data in the first depth layer to an arbitrary phase value.

프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 객체 데이터를 전파함으로써, 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 획득할 수 있다. 프로세서(112)는 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 제2 목표 진폭 값으로 변경한다.The processor 112 may obtain an amplitude value and a phase value of the object data in the second depth layer by propagating the object data from the first depth layer to the second depth layer. The processor 112 changes the amplitude value of the object data in the second depth layer to the second target amplitude value.

프로세서(112)는 제2 깊이 레이어에서 제1 깊이 레이어로 객체 데이터를 역전파함으로써, 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 획득할 수 있다. 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 제1 목표 진폭 값으로 변경한다.The processor 112 may obtain an amplitude value and a phase value of the object data in the first depth layer by backpropagating the object data from the second depth layer to the first depth layer. The processor 112 changes the amplitude value of the object data in the first depth layer to the first target amplitude value.

프로세서(112)는 제1 깊이 레이어와 제2 깊이 레이어에 대하여 객체 데이터를 전파하는 프로세스 및 역전파하는 프로세스를 반복하여 수행함으로써, 객체 데이터의 최종 위상 값을 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(112)는 제1 목표 진폭 값으로부터 객체 데이터의 최종 위상 값을 획득할 수 있다.The processor 112 may obtain the final phase value of the object data by repeating the process of propagating and backpropagating the object data with respect to the first depth layer and the second depth layer. Also, the processor 112 may obtain a final phase value of the object data from the first target amplitude value.

프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 최종 진폭 값 및 최종 위상 값으로 설정할 수 있다. 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성할 수 있다.The processor 112 may set the amplitude value and the phase value of the object data in the first depth layer as the final amplitude value and the final phase value. The processor 112 may generate a CGH by using object data in the first depth layer.

프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에 대응하는 제1 객체 이미지 및 제2 깊이 레이어에 대응하는 제2 객체 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 프로세서(112)는 제1 객체 이미지에 기초하여 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 제2 객체 이미지에 기초하여 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 결정하도록 구성될 수 있다. 프로세서(112)는 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 랜덤화 된 제1 위상 데이터를 포함하는 제1 객체 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다.The processor 112 may be configured to generate a first object image corresponding to the first depth layer and a second object image corresponding to the second depth layer. The processor 112 may be configured to determine first amplitude data predetermined based on the first object image and second predetermined amplitude data based on the second object image. The processor 112 may be configured to generate first object data including the first predetermined amplitude data and the randomized first phase data.

프로세서(112)는 제1 객체 데이터를 입력 데이터로 사용하여 전파 프로세스를 수행하도록 구성될 수 있다. 전파 프로세스는 제2 진폭 데이터 및 제2 위상 데이터를 포함하는 제2 객체 데이터를 획득하기 위하여 제1 객체 데이터를 제2 깊이 레이어로 전파하는 단계, 변경된 제2 객체 데이터를 획득하기 위하여 제2 진폭 데이터를 미리 결정된 제2 진폭 데이터로 변경하는 단계, 변경된 제1 진폭 데이터 및 변경된 제1 위상 데이터를 포함하는 변경된 제1 객체 데이터를 획득하기 위하여 변경된 제2 객체 데이터를 제1 깊이 레이어로 역전파하는 단계, 및 최종 제1 객체 데이터를 획득하기 위하여 변경된 제1 객체 데이터에 포함된 상기 변경된 제1 진폭 데이터를 미리 결정된 제1 진폭 데이터로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.The processor 112 may be configured to perform a propagation process using the first object data as input data. The propagation process includes propagating the first object data to the second depth layer to obtain second object data comprising second amplitude data and second phase data, the second amplitude data to obtain modified second object data changing to the second predetermined amplitude data; backpropagating the modified second object data to the first depth layer to obtain modified first object data including the modified first amplitude data and the changed first phase data; , and changing the changed first amplitude data included in the changed first object data into predetermined first amplitude data to obtain the final first object data.

프로세서(112)는 최종 제1 객체 데이터에 기초하여 CGH를 생성하도록 구성될 수 있다.The processor 112 may be configured to generate a CGH based on the final first object data.

디스플레이 장치(150)는 생성된 CGH를 이용하여 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 갖는 홀로그래픽 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.The display device 150 may be configured to display a holographic image having predetermined first amplitude data and predetermined second amplitude data using the generated CGH.

도 6a는 일 실시예에 따라 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6A is a diagram for describing a method of acquiring predetermined first amplitude data and predetermined second amplitude data according to an exemplary embodiment;

제1 객체 이미지(61)는 제1 깊이 레이어에 대응하는 2D 이미지이다. 제1 객체 이미지(61)에 기초하여 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)가 획득될 수 있다.The first object image 61 is a 2D image corresponding to the first depth layer. Pre-determined first amplitude data |A(x,y)|) may be obtained based on the first object image 61 .

제2 객체 이미지(62)는 제2 깊이 레이어에 대응하는 2D 이미지이다. 제2 객체 이미지(62)에 기초하여 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)가 획득될 수 있다.The second object image 62 is a 2D image corresponding to the second depth layer. Second, predetermined amplitude data |B(x,y)|) may be obtained based on the second object image 62 .

제1 객체 이미지(61) 및 제2 객체 이미지(62)는 하나의 객체로부터 획득된 2D 이미지들일 수 있다. 또는 제1 객체 이미지(61) 및 제2 객체 이미지(62)는 서로 다른 객체들로부터 각각 획득된 2D 이미지들일 수 있다.The first object image 61 and the second object image 62 may be 2D images obtained from one object. Alternatively, the first object image 61 and the second object image 62 may be 2D images obtained from different objects, respectively.

일 실시예에서, 제1 객체 이미지(61)는 시야 심도 안에 위치한 상태의 객체(63)가 표현된 이미지이고, 제2 객체 이미지(62)는 시야 심도 밖에 위치한 상태의 객체(64)가 표현된 이미지일 수 있다. 또는, 제1 객체 이미지(61) 및 제2 객체 이미지(62)는 시야 심도 안 또는 밖에 위치한 상태의 객체(63, 64)가 표현된 이미지일 수 있다. 이때, 시야 심도는 임의로 설정될 수 있다. 이때, 객체(63)는 객체(64)와 동일하거나 다를 수 있다.In one embodiment, the first object image 61 is an image in which the object 63 in a state located within the depth of field is expressed, and the second object image 62 is an image in which the object 64 in a state located outside the depth of field is expressed. It can be an image. Alternatively, the first object image 61 and the second object image 62 may be images in which the objects 63 and 64 located in or out of the depth of field are expressed. In this case, the depth of field may be arbitrarily set. In this case, the object 63 may be the same as or different from the object 64 .

다른 실시예에서, 제1 객체 이미지(61)는 초점이 맞춰진 상태의 객체(63)가 표현된 이미지이고, 제2 객체 이미지(62)는 초점이 맞춰지지 않은 상태의 객체(64)가 표현된 이미지일 수 있다. 또는, 제1 객체 이미지(61) 및 제2 객체 이미지(62)는 초점이 맞춰지거나 맞춰지지 않은 상태의 객체(63, 64)가 표현된 이미지일 수 있다. 이때, 객체(63)는 객체(64)와 동일하거나 다를 수 있다.In another embodiment, the first object image 61 is an image in which the object 63 in a focused state is expressed, and the second object image 62 is an image in which the object 64 in an unfocused state is expressed. It can be an image. Alternatively, the first object image 61 and the second object image 62 may be images in which the objects 63 and 64 in a focused or non-focused state are expressed. In this case, the object 63 may be the same as or different from the object 64 .

또 다른 실시예에서, 제1 객체 이미지(61)는 제1 깊이 레이어에서 디스플레이되기 위한 이미지이고, 제2 객체 이미지(62)는 제2 깊이 레이어에서 디스플레이되기 위한 이미지일 수 있다.In another embodiment, the first object image 61 may be an image to be displayed in the first depth layer, and the second object image 62 may be an image to be displayed in the second depth layer.

제2 객체 이미지(62)는 제1 객체 이미지(61)로부터 생성될 수 있다. 제1 객체 이미지(61)에서 픽셀들의 값이 변경됨으로써, 제2 객체 이미지(62)가 생성될 수 있다. 예를 들어, 제2 객체 이미지(62)는 제1 객체 이미지(61)가 흐림(blur) 처리됨으로써 생성될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 객체 이미지(62)는 제1 객체 이미지(61)가 렌더링됨으로써 생성될 수 있다. The second object image 62 may be generated from the first object image 61 . By changing the values of pixels in the first object image 61 , the second object image 62 may be generated. For example, the second object image 62 may be generated by blurring the first object image 61 . As another example, the second object image 62 may be generated by rendering the first object image 61 .

제1, 2 객체 이미지(61, 62)는 RGB, YUV 등과 같은 색상 데이터를 포함할 수 있고, 색상 데이터로부터 빛의 진폭 값들이 획득될 수 있다.The first and second object images 61 and 62 may include color data such as RGB and YUV, and light amplitude values may be obtained from the color data.

프로세서(도 5의 112)는 제1 객체 이미지(61)로부터 빛의 진폭 값들을 획득함으로써, 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)를 획득할 수 있다. 또한 프로세서(112)는 제2 객체 이미지(62)로부터 빛의 진폭 값들을 획득함으로써, 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)를 획득할 수 있다.The processor ( 112 of FIG. 5 ) may acquire predetermined first amplitude data |A(x,y)|) by acquiring amplitude values of light from the first object image 61 . In addition, the processor 112 may acquire predetermined second amplitude data |B(x,y)|) by acquiring amplitude values of light from the second object image 62 .

도 6b 및 6c는 일 실시예에 따라 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6B and 6C are diagrams for explaining a method of acquiring predetermined first amplitude data and predetermined second amplitude data according to an exemplary embodiment;

도 6b 및 6c에 도시된 제1 객체 이미지(65) 및 제2 객체 이미지(66)는 서로 다른 객체들이 캡쳐된 이미지들일 수 있다. 도 6b 및 6c에는 제1 객체에 해당하는 문자열 GHIJKLABCDEF 및 제2 객체에 해당하는 문자열 STUVWMNOPQ이 도시되어 있다.The first object image 65 and the second object image 66 shown in FIGS. 6B and 6C may be images in which different objects are captured. 6B and 6C, the string GHIJKLABCDEF corresponding to the first object and the string STUVWMNOPQ corresponding to the second object are shown.

제1, 2 객체 이미지(65, 66)는 서로 물리적으로 연관성이 없을 수 있다. 예를 들어, 제1 객체 이미지(65) 및 제2 객체 이미지(66)는 서로 다른 객체들이 독립적으로 캡쳐된 이미지들일 수 있다. The first and second object images 65 and 66 may not be physically related to each other. For example, the first object image 65 and the second object image 66 may be images in which different objects are independently captured.

도 6b 및 6c를 참조하면, 제1 객체 이미지(65)는 제1 깊이 레이어에서의 제1 객체에 대한 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)를 획득하기 위한 2D 이미지이다. 제2 객체 이미지(66)는 제2 깊이 레이어에서의 제2 객체에 대한 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)를 획득하기 위한 2D 이미지이다.6B and 6C , the first object image 65 is a 2D image for obtaining predetermined first amplitude data |A(x,y)|) for the first object in the first depth layer . The second object image 66 is a 2D image for obtaining predetermined second amplitude data |B(x,y)|) for the second object in the second depth layer.

일 실시예에서, 제1 객체 이미지(65) 및 제2 객체 이미지(66)는 수정체 렌즈의 초점 거리가 서로 같거나 다른 상태에서 객체가 표현된 이미지들일 수 있다.In an embodiment, the first object image 65 and the second object image 66 may be images in which objects are expressed in a state in which the focal lengths of the crystalline lenses are equal to or different from each other.

다른 실시예에서, 제1 객체 이미지(65)는 제1 깊이 레이어에 대한 시야 심도 안에 위치한 상태의 제1 객체가 표현된 이미지이고, 제2 객체 이미지(66)는 제2 깊이 레이어에 대한 시야 심도 안에 위치한 상태의 제2 객체가 표현된 이미지일 수 있다. 또는, 제1 객체 이미지(65)는 제1 깊이 레이어에 대한 시야 심도 안에 위치한 상태의 제1 객체가 표현된 이미지이고, 제2 객체 이미지(66)는 제2 깊이 레이어에 대한 시야 심도 밖에 위치한 상태의 제2 객체가 표현된 이미지일 수 있다. 또는, 제1 객체 이미지(65)는 제1 깊이 레이어에 대한 시야 심도 밖에 위치한 상태의 제1 객체가 표현된 이미지이고, 제2 객체 이미지(66)는 제2 깊이 레이어에 대한 시야 심도 밖에 위치한 상태의 제2 객체가 표현된 이미지일 수 있다. 이때, 시야 심도는 임의로 설정될 수 있다.In another embodiment, the first object image 65 is an image in which a first object in a state of being located within the field of view for the first depth layer is expressed, and the second object image 66 is the field of view for the second depth layer. The second object in a state located therein may be an image expressed. Alternatively, the first object image 65 is an image in which a first object located within the field of view of the first depth layer is expressed, and the second object image 66 is located outside the field of view of the second depth layer. The second object of may be an expressed image. Alternatively, the first object image 65 is an image in which a first object located outside the field of view of the first depth layer is expressed, and the second object image 66 is located outside the field of view of the second depth layer. The second object of may be an expressed image. In this case, the depth of field may be arbitrarily set.

다른 실시예에서, 제1 객체 이미지(65) 및 제2 객체 이미지(66)는 초점이 맞춰진 상태의 제1, 2 객체가 표현된 이미지일 수 있다. 또는, 제1 객체 이미지(65)는 초점이 맞춰진 상태의 제1 객체가 표현된 이미지이고, 제2 객체 이미지(66)는 초점이 맞춰지지 않은 상태의 제2 객체(66)가 표현된 이미지일 수 있다. 또는, 제1 객체 이미지(65) 및 제2 객체 이미지(66)는 초점이 맞춰지지 않은 상태의 제1, 2 객체가 표현된 이미지일 수 있다.In another embodiment, the first object image 65 and the second object image 66 may be images in which the first and second objects in a focused state are expressed. Alternatively, the first object image 65 may be an image in which the first object in a focused state is expressed, and the second object image 66 may be an image in which the second object 66 in a non-focused state is expressed. can Alternatively, the first object image 65 and the second object image 66 may be images in which the first and second objects in a non-focused state are expressed.

또 다른 실시예에서, 제1 객체 이미지(65)는 제1 깊이 레이어에서 출력되기 위한 이미지이고, 제2 객체 이미지(66)는 제2 깊이 레이어에서 출력되기 위한 이미지일 수 있다.In another embodiment, the first object image 65 may be an image to be output from the first depth layer, and the second object image 66 may be an image to be output from the second depth layer.

프로세서(도 5의 112)는 제1 객체 이미지(65)로부터 빛의 진폭 값들을 획득함으로써, 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)를 획득할 수 있다. 또한 프로세서(112)는 제2 객체 이미지(66)로부터 빛의 진폭 값들을 획득함으로써, 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)를 획득할 수 있다.The processor ( 112 of FIG. 5 ) may acquire predetermined first amplitude data |A(x,y)|) by acquiring amplitude values of light from the first object image 65 . In addition, the processor 112 may acquire predetermined second amplitude data |B(x,y)|) by acquiring amplitude values of light from the second object image 66 .

도 7은 일 실시예에 따라 객체 데이터를 전파하는 것을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining propagation of object data according to an embodiment.

객체 데이터는 빛의 진폭 및 위상에 관한 정보를 포함한다. 객체 데이터의 진폭 데이터는 빛의 세기(intensity)에 관한 정보를 포함한다. 어느 한 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 데이터에 기초하여, 그 깊이 레이어에서의 이미지가 생성될 수 있다. 객체 데이터의 위상 데이터는 빛의 전파(propagation)에 관한 정보를 포함한다. 어느 한 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 데이터 및 위상 데이터에 기초하여, 다른 깊이 레이어에서의 이미지가 생성될 수 있다.The object data includes information about the amplitude and phase of light. The amplitude data of the object data includes information about the intensity of light. Based on amplitude data of object data in one depth layer, an image in the depth layer may be generated. The phase data of the object data includes information on propagation of light. Based on amplitude data and phase data of object data in one depth layer, an image in another depth layer may be generated.

다른 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 데이터 및 위상 데이터는 어느 한 레이어에서의 객체 데이터를 전파(propagate) 또는 역전파(back-propagate)함으로써 획득될 수 있다.Amplitude data and phase data of object data in another layer may be obtained by propagating or back-propagateing object data in one layer.

제1 깊이 레이어(L_l)에서 제2 깊이 레이어(L_m)로 제1 객체 데이터(71)를 전파함으로써, 제2 객체 데이터(72)의 진폭 데이터 및 위상 데이터가 획득될 수 있다. 제2 깊이 레이어(L_m)에서 제1 깊이 레이어(L_l)로 제2 객체 데이터(72)를 역전파함으로써, 제1 객체 데이터(71)의 진폭 데이터 및 위상 데이터가 획득될 수 있다.By propagating the first object data 71 from the first depth layer L ₁ to the second depth layer L _m , amplitude data and phase data of the second object data 72 may be obtained. By backpropagating the second object data 72 from the second depth layer L _m to the first depth layer L ₁ , amplitude data and phase data of the first object data 71 may be obtained.

도 8a 및 8b는 일 실시예에 따라 객체 데이터의 위상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.8A and 8B are diagrams for explaining a method of acquiring a phase of object data according to an embodiment.

프로세서(도 5의 112)는 제1 객체 데이터(801)의 초기 진폭 데이터를 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)로 설정한다. 프로세서(112)는 제1 객체 데이터(801)의 초기 위상 데이터를 랜덤화 된 위상 데이터(p_n=1(x, y))로 설정한다.The processor ( 112 of FIG. 5 ) sets the initial amplitude data of the first object data 801 to the predetermined first amplitude data |A(x,y)|). The processor 112 sets the initial phase data of the first object data 801 as randomized phase data (p _n=1 (x, y)).

프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 제1 객체 데이터(801)를 전파함으로써, 제2 객체 데이터(802)의 진폭 데이터(|B'(x,y)|) 및 위상 데이터(q_n=1(x,y))를 획득한다. 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어와 제2 깊이 레이어가 이격된 거리(d)에 기초하여, 제1 객체 데이터(801)에 대하여 푸리에 변환(FFT)을 수행함으로써, 제1 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 제1 객체 데이터(801)를 전파할 수 있다.The processor 112 propagates the first object data 801 from the first depth layer to the second depth layer, whereby the amplitude data (|B′(x,y)|) and the phase data of the second object data 802 are We get (q _n=1 (x,y)). The processor 112 performs a Fourier transform (FFT) on the first object data 801 based on a distance d at which the first depth layer and the second depth layer are spaced apart from each other by performing a Fourier transform (FFT) on the first depth layer in the second depth layer. The first object data 801 may be propagated to the depth layer.

프로세서(112)는 제2 객체 데이터(802)의 진폭 데이터(|B'(x,y)|)를 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)로 변경한다.The processor 112 changes the amplitude data |B'(x,y)|) of the second object data 802 into the second predetermined amplitude data |B(x,y)|).

도 8b의 이미지(b)는 진폭 데이터(|B'(x,y)|)를 갖는 제2 객체 객체 데이터(802)로부터 생성된 홀로그래픽 이미지의 예를 나타내고, 도 8b의 이미지(c)는 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)를 갖는 변경된 제2 객체 데이터(803)로부터 생성된 홀로그래픽 이미지의 예를 나타낸다. The image (b) of FIG. 8B shows an example of a holographic image generated from the second object object data 802 having the amplitude data |B'(x,y)|), and the image (c) of FIG. 8B is An example of a holographic image generated from modified second object data 803 with predetermined second amplitude data |B(x,y)|) is shown.

프로세서(112)는 제2 깊이 레이어에서 제1 깊이 레이어로 제2 객체 데이터(803)를 역전파함으로써, 제1 객체 데이터(804)의 진폭 데이터(|A'(x,y)|) 및 위상 데이터(p_n=2(x,y))를 획득한다. 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어와 제2 깊이 레이어가 이격된 거리(d)에 기초하여, 제2 객체 데이터(803)에 대하여 푸리에 역변환(IFFT)을 수행함으로써, 제1 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 제2 객체 데이터(803)를 전파할 수 있다.The processor 112 backpropagates the second object data 803 from the second depth layer to the first depth layer, whereby the amplitude data (|A′(x,y)|) and the phase of the first object data 804 are Acquire data (p _n=2 (x,y)). The processor 112 performs an inverse Fourier transform (IFFT) on the second object data 803 based on a distance d between the first depth layer and the second depth layer, thereby performing a second in the first depth layer. The second object data 803 may be propagated to the depth layer.

프로세서(112)는 제1 객체 데이터(804)의 진폭 값(|A'(x,y)|)을 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)로 변경한다.The processor 112 changes the amplitude value |A'(x,y)|) of the first object data 804 to the predetermined first amplitude data |A(x,y)|).

도 8b의 이미지(d)는 진폭 데이터(|A'(x,y)|)를 갖는 제1 객체 데이터(804)로부터 생성된 홀로그래픽 이미지의 예를 나타내고, 도 8b의 이미지(a)는 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)를 갖는 변경된 제1 객체 데이터(801)로부터 생성된 홀로그래픽 이미지의 예를 나타낸다.The image (d) of FIG. 8B shows an example of a holographic image generated from the first object data 804 having amplitude data (|A'(x,y)|), and the image (a) of FIG. 8B is previously An example of a holographic image generated from the modified first object data 801 having the determined first amplitude data |A(x,y)|) is shown.

프로세서(112)는 n을 증가시키며 도 8a에 도시된 루프를 반복하여 수행함으로써, 최종 제1 객체 데이터를 획득한다.The processor 112 increments n and repeats the loop shown in FIG. 8A to obtain final first object data.

프로세서(112)는 도 8a에 도시된 루프를 미리 결정된 회수 N만큼 반복하여 수행함으로써 획득된 최종 제1 객체 데이터의 위상 데이터(p_n=N+1(x,y))를 최종 위상 데이터로 결정할 수 있다.The processor 112 determines, as the final phase data, the phase data (p _n=N+1 (x,y)) of the final first object data obtained by repeating the loop shown in FIG. 8A a predetermined number of times N can

또는, 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서의 제1 객체 데이터(804)의 진폭 데이터(|A'(x,y)|)와 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)의 비교에 기초하여, 도 8a에 도시된 루프를 M회 반복하여 수행함으로써 획득된 위상 데이터(p_n=M+1(x,y))를 최종 위상 데이터로 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(112)는 제1 객체 데이터(804)의 진폭 데이터(|A'(x,y)|)와 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)의 차이가 미리 결정된 한계값보다 작아질 때까지, 도 8a에 도시된 루프를 M회 반복하여 수행할 수 있다.Alternatively, the processor 112 may configure the amplitude data |A'(x,y)|) of the first object data 804 in the first depth layer and the predetermined first amplitude data |A(x,y)| ), it is possible to determine the phase data (p _n=M+1 (x,y)) obtained by repeatedly performing the loop shown in FIG. 8A M times as the final phase data. For example, the processor 112 determines that the difference between the amplitude data |A'(x,y)|) of the first object data 804 and the predetermined first amplitude data |A(x,y)|) The loop shown in FIG. 8A may be repeated M times until it becomes smaller than a predetermined threshold value.

또는, 프로세서(112)는 제2 객체 데이터(802)의 진폭 데이터(|B'(x,y)|)와 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)의 비교에 기초하여, 도 8a에 도시된 루프를 T회 반복하여 수행함으로써 획득된 제1 객체 데이터의 위상 데이터(p_n=T+1(x,y))를 최종 위상 데이터로 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(112)는 제2 객체 데이터(802)의 진폭 데이터(|B'(x,y)|)와 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)의 차이가 미리 결정된 한계값보다 작아질 때까지, 도 8a에 도시된 루프를 T회 반복하여 수행할 수 있다.Alternatively, the processor 112 is configured to compare the amplitude data |B′(x,y)|) of the second object data 802 with the second predetermined amplitude data |B(x,y)| , it is possible to determine the phase data (p _n=T+1 (x,y)) of the first object data obtained by repeating the loop shown in FIG. 8A T times as the final phase data. For example, the processor 112 determines that the difference between the amplitude data |B'(x,y)|) of the second object data 802 and the predetermined second amplitude data |B(x,y)|) The loop shown in FIG. 8A may be repeated T times until it becomes smaller than a predetermined threshold value.

도 9a 및 9b는 도 8a의 방법에 따라 생성된 홀로그래픽 이미지를 나타낸다.9A and 9B show holographic images generated according to the method of FIG. 8A.

도 9a의 왼쪽 이미지는 제1 깊이 레이어 상의 홀로그래픽 이미지이고, 오른쪽 이미지는 제2 깊이 레이어 상의 홀로그래픽 이미지이다.The left image of FIG. 9A is a holographic image on the first depth layer, and the right image is a holographic image on the second depth layer.

도 8a의 방법에 의해 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 갖는 CGH가 생성될 수 있다. 디스플레이 장치(도 5의 150)는 CGH에 기초하여 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 갖는 홀로그래픽 이미지를 디스플레이 할 수 있다. 그에 따라, 제1 깊이 레이어 상에 미리 결정된 제1 진폭 데이터를 갖는 홀로그래픽 이미지가 디스플레이 되고, 제2 깊이 레이어 상에 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 갖는 홀로그래픽 이미지가 디스플레이 될 수 있다. 즉, 제1 깊이 레이어 상의 홀로그래픽 이미지에 의해 제1 객체 이미지가 디스플레이 되고, 제2 깊이 레이어 상의 홀로그래픽 이미지에 의해 제2 객체 이미지가 디스플레이 될 수 있다.A CGH having a first predetermined amplitude data and a predetermined second amplitude data may be generated by the method of FIG. 8A . The display device ( 150 of FIG. 5 ) may display a holographic image having predetermined first amplitude data and predetermined second amplitude data based on the CGH. Accordingly, a holographic image having first predetermined amplitude data may be displayed on the first depth layer, and a holographic image having second predetermined amplitude data may be displayed on the second depth layer. That is, the first object image may be displayed by the holographic image on the first depth layer, and the second object image may be displayed by the holographic image on the second depth layer.

도 9a의 홀로그래픽 이미지는 도 6b 및 6c의 제1, 2 객체 이미지를 이용하여 생성된 홀로그래픽 이미지이며, 제1 깊이 레이어와 제2 깊이 레이어에서 원하는 빛의 세기로 홀로그래픽 이미지가 디스플레이 됨이 확인될 수 있다.The holographic image of FIG. 9A is a holographic image generated using the first and second object images of FIGS. 6B and 6C, and the holographic image is displayed at the desired light intensity in the first depth layer and the second depth layer. can be confirmed.

도 9b의 왼쪽 이미지는 제1 깊이 레이어 상의 홀로그래픽 이미지이고, 오른쪽 이미지는 제2 깊이 레이어 상의 홀로그래픽 이미지이다.The left image of FIG. 9B is a holographic image on the first depth layer, and the right image is a holographic image on the second depth layer.

미리 결정된 제1 진폭 데이터와 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 만족하도록, 제1 객체 데이터의 최종 위상 데이터가 결정되므로, 제1 깊이 레이어와 제2 깊이 레이어에서 원하는 빛의 세기로 홀로그래픽 이미지가 표현될 수 있다. 따라서, 이미지에 검은 점들이 발생하거나, 이미지가 흐려지는 정도가 불규칙한 것이 방지될 수 있다.Since the final phase data of the first object data is determined so as to satisfy the predetermined first amplitude data and the predetermined second amplitude data, the holographic image can be expressed with the desired light intensity in the first depth layer and the second depth layer. can Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of black dots in the image or the irregularity in the degree of blurring of the image.

도 10은 일 실시예에 따라 객체 데이터를 전파하는 것을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining propagation of object data according to an embodiment.

홀로그래픽 이미지로 생성하고자 하는 객체는 복수 개일 수 있다. 도 10에는 일 실시예에 따라 두 개의 객체들 각각에 대한 제1, 2 객체 데이터(1001, 1002) 및 제3, 4 객체 데이터(1003, 1004)가 도시되어 있다.An object to be created as a holographic image may be plural. 10 illustrates first and second object data 1001 and 1002 and third and fourth object data 1003 and 1004 for two objects, respectively, according to an embodiment.

프로세서(112)는 제1 깊이 레이어(L_l)에서 제2 깊이 레이어(L_m)로 제1 객체 데이터(1001)를 전파함으로써, 제2 객체 데이터(1002)의 진폭 데이터 및 위상 데이터를 획득할 수 있다. 마찬가지로, 제1 깊이 레이어(L_l)에서 제2 깊이 레이어(L_m)로 제3 객체 데이터(1003)를 전파함으로써, 제4 객체 데이터(1004)의 진폭 데이터 및 위상 데이터를 획득할 수 있다.The processor 112 propagates the first object data 1001 from the first depth layer L _l to the second depth layer L _m to obtain amplitude data and phase data of the second object data 1002. can Similarly, amplitude data and phase data of the fourth object data 1004 may be obtained by propagating the third object data 1003 from the first depth layer L ₁ to the second depth layer L _m .

제1 객체 데이터(1001)를 전파하는 프로세스에는 제1 객체 데이터(1001)를 포함하는 픽셀들만 고려되고, 제3 객체 데이터(1003)를 전파하는 프로세스에는 제3 객체 데이터(1003)를 포함하는 픽셀들만 고려될 수 있다. 따라서, 제1 객체 데이터(1001) 및 제3 객체 데이터(1003) 각각이 독립적으로 전파될 수 있다. In the process of propagating the first object data 1001, only pixels including the first object data 1001 are considered, and in the process of propagating the third object data 1003, pixels including the third object data 1003 can only be considered. Accordingly, each of the first object data 1001 and the third object data 1003 may be independently propagated.

마찬가지로, 제2 객체 데이터(1002)를 역전파하는 프로세스에는 제2 객체 데이터(1002)를 포함하는 픽셀들만 고려되고, 제4 객체 데이터(1004)를 역전파하는 프로세스에는 제4 객체 데이터(1004)를 포함하는 픽셀들만 고려될 수 있다. 따라서, 제2 객체 데이터(1002) 및 제4 객체 데이터(1004) 각각이 독립적으로 역전파될 수 있다.Similarly, only pixels including the second object data 1002 are considered in the process of backpropagating the second object data 1002 , and the process of backpropagating the fourth object data 1004 includes the fourth object data 1004 . Only pixels containing Accordingly, each of the second object data 1002 and the fourth object data 1004 may be independently backpropagated.

따라서, 프로세서(112)가 제1,2 객체 데이터(1001, 1002) 및 제3, 4 객체 데이터(1003, 1004)를 전파하는 프로세스 및 역전파하는 프로세스가 병렬적으로 수행될 수 있고, 연산 시간이 절약될 수 있다.Accordingly, the process of propagating the first and second object data 1001 and 1002 and the third and fourth object data 1003 and 1004 by the processor 112 and the process of backpropagating it can be performed in parallel, and the computation time This can be saved.

도 11은 일 실시예에 따라 객체 데이터를 전파하는 것을 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining propagation of object data according to an embodiment.

객체 데이터는 2개 이상의 깊이 레이어들에서 전파 또는 역전파될 수 있다. 도 11에는 3개의 깊이 레이어들에서 전파 또는 역전파되는 객체 데이터가 도시되어 있다.Object data may be propagated or backpropagated in two or more depth layers. 11 illustrates object data propagated or backpropagated in three depth layers.

3개의 깊이 레이어들(L_l, L_m, L_n)은 임의의 깊이 레이어들일 수 있다. 제1 깊이 레이어(L_l)와 제2 깊이 레이어(L_m) 사이의 거리(d₁)와 제2 깊이 레이어(L_m)와 제3 깊이 레이어(L_n) 사이의 거리(d₂)는 같거나 다를 수 있다.The three depth layers L _l , L _m , and L _n may be arbitrary depth layers. The distance d ₁ between the first depth layer L _l and the second depth layer L _m and the distance d ₂ between the second depth layer L _m and the third depth layer L _n are may be the same or different.

제1 깊이 레이어(L_l)에서 제2 깊이 레이어(L_m)로 제1 객체 데이터(1101)를 전파함으로써, 제2 객체 데이터(1102)의 진폭 데이터 및 위상 데이터가 획득될 수 있다. 제2 깊이 레이어(L_m)에서 제3 깊이 레이어(l_n)로 제2 객체 데이터(1102)를 전파함으로써, 제3 객체 데이터(1103)의 진폭 데이터 및 위상 데이터가 획득될 수 있다. 제3 깊이 레이어(L_n)에서 제1 깊이 레이어(L_l)로 제3 객체 데이터(1103)를 역전파함으로써, 제1 객체 데이터(1101)의 진폭 데이터 및 위상 데이터가 변경될 수 있다.By propagating the first object data 1101 from the first depth layer L ₁ to the second depth layer L _m , amplitude data and phase data of the second object data 1102 may be obtained. By propagating the second object data 1102 from the second depth layer L _m to the third depth layer l _n , amplitude data and phase data of the third object data 1103 may be obtained. By backpropagating the third object data 1103 from the third depth layer L _n to the first depth layer L ₁ , amplitude data and phase data of the first object data 1101 may be changed.

도 12는 일 실시예에 따라 객체 데이터의 위상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for describing a method of acquiring a phase of object data according to an embodiment.

프로세서(도 5의 112)는 제1 객체 데이터(1201)의 초기 진폭 데이터를 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)로 설정한다. 프로세서(112)는 제1 객체 데이터(1201)의 초기 위상 값을 랜덤화 된 위상 데이터(p_n=1(x, y))로 설정한다.The processor ( 112 of FIG. 5 ) sets the initial amplitude data of the first object data 1201 to the predetermined first amplitude data |A(x,y)|). The processor 112 sets the initial phase value of the first object data 1201 to randomized phase data (p _n=1 (x, y)).

프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 제1 객체 데이터(1201)를 전파함으로써, 제2 객체 데이터(1202)의 진폭 데이터(|B'(x,y)|) 및 위상 데이터(q_n=1(x,y))를 획득한다. 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어와 제2 깊이 레이어가 이격된 거리(d₁)에 기초하여, 제1 객체 데이터(1201)에 대하여 푸리에 변환(FFT)을 수행함으로써, 제1 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 제1 객체 데이터(1201)를 전파할 수 있다.The processor 112 propagates the first object data 1201 from the first depth layer to the second depth layer, whereby the amplitude data (|B′(x,y)|) and the phase data of the second object data 1202 are We get (q _n=1 (x,y)). The processor 112 performs a Fourier transform (FFT) on the first object data 1201 based on the distance d ₁ at which the first depth layer and the second depth layer are spaced apart from each other by performing a Fourier transform (FFT) on the first depth layer. The first object data 1201 may be propagated with two depth layers.

프로세서(112)는 제2 객체 데이터(1202)의 진폭 데이터(|B'(x,y)|)를 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)로 변경한다.The processor 112 changes the amplitude data |B'(x,y)|) of the second object data 1202 to the second predetermined amplitude data |B(x,y)|).

프로세서(112)는 제2 깊이 레이어에서 제3 깊이 레이어로 제2 객체 데이터(1203)를 전파함으로써, 제3 객체 데이터(1204)의 진폭 데이터(|C'(x,y)|) 및 위상 데이터(r_n=1(x,y))를 획득한다. The processor 112 propagates the second object data 1203 from the second depth layer to the third depth layer, whereby the amplitude data (|C′(x,y)|) and the phase data of the third object data 1204 are We get (r _n=1 (x,y)).

프로세서(112)는 제3 객체 데이터(1204)의 진폭 데이터(|C'(x,y)|)를 미리 결정된 제3 진폭 데이터(|C(x,y)|)로 변경한다.The processor 112 changes the amplitude data |C'(x,y)|) of the third object data 1204 into the third predetermined amplitude data |C(x,y)|).

프로세서(112)는 제3 깊이 레이어에서 제1 깊이 레이어로 제3 객체 데이터(1205)를 역전파함으로써, 제1 객체 데이터(1206)의 진폭 데이터(|A'(x,y)|) 및 위상 데이터(p_n=2(x,y))를 획득한다.The processor 112 backpropagates the third object data 1205 from the third depth layer to the first depth layer, whereby the amplitude data |A′(x,y)|) and the phase of the first object data 1206 are Acquire data (p _n=2 (x,y)).

프로세서(112)는 제1 객체 데이터(1206)의 진폭 데이터(|A'(x,y)|)를 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)로 변경한다.The processor 112 changes the amplitude data |A'(x,y)|) of the first object data 1206 into the predetermined first amplitude data |A(x,y)|).

프로세서(112)는 n을 증가시키며 도 12에 도시된 루프를 반복하여 수행함으로써, 최종 제1 객체 데이터의 최종 위상 데이터를 획득한다.The processor 112 increments n and repeats the loop shown in FIG. 12 to obtain final phase data of the final first object data.

프로세서(112)는 도 12에 도시된 루프를 미리 결정된 회수 N만큼 반복하여 수행함으로써 획득된 제1 객체 데이터의 위상 데이터(p_n=N+1(x,y))를 최종 위상 데이터로 결정할 수 있다.The processor 112 may determine the phase data (p _n=N+1 (x,y)) of the first object data obtained by repeating the loop shown in FIG. 12 a predetermined number of times N as final phase data. there is.

또는, 프로세서(112)는 제1 객체 데이터(1206)의 진폭 데이터(|A'(x,y)|)와 미리 결정된 제1 진폭 데이터(|A(x,y)|)의 비교에 기초하여, 도 12에 도시된 루프를 M회 반복하여 수행함으로써 획득된 제1 객체 데이터의 위상 데이터(p_n=M+1(x,y))를 최종 위상 데이터로 결정할 수 있다.Alternatively, the processor 112 may be configured to: based on the comparison of the amplitude data |A'(x,y)|) of the first object data 1206 with the predetermined first amplitude data |A(x,y)|) , it is possible to determine the phase data (p _n=M+1 (x,y)) of the first object data obtained by repeating the loop shown in FIG. 12 M times as the final phase data.

또는, 프로세서(112)는 제2 객체 데이터(1202)의 진폭 데이터(|B'(x,y)|)와 미리 결정된 제2 진폭 데이터(|B(x,y)|)의 비교에 기초하여, 도 12에 도시된 루프를 T회 반복하여 수행함으로써 획득된 제1 객체 데이터의 위상 데이터(p_n=T+1(x,y))를 최종 위상 데이터로 결정할 수 있다.Alternatively, the processor 112 is configured to compare the amplitude data |B′(x,y)|) of the second object data 1202 with the predetermined second amplitude data |B(x,y)|) based on the comparison. , it is possible to determine the phase data (p _n=T+1 (x,y)) of the first object data obtained by repeating the loop shown in FIG. 12 T times as the final phase data.

또는, 프로세서(112)는 제3 객체 데이터(1204)의 진폭 데이터(|C'(x,y)|)와 미리 결정된 제3 진폭 데이터(|C(x,y)|)의 비교에 기초하여, 도 12에 도시된 루프를 S회 반복하여 수행함으로써 획득된 제1 객체 데이터의 위상 데이터(p_n=S+1(x,y))를 최종 위상 데이터로 결정할 수 있다.Alternatively, the processor 112 is configured to compare the amplitude data |C'(x,y)|) of the third object data 1204 with the predetermined third amplitude data |C(x,y)|) based on the comparison. , it is possible to determine the phase data (p _n=S+1 (x,y)) of the first object data obtained by repeating the loop shown in FIG. 12 S times as the final phase data.

최종 위상 데이터를 획득하기 위한 루프의 구조는 도 12에 도시된 루프의 구조로 한정되지 않는다. 다른 실시예에서는 제1 깊이 레이어에서 제3 깊이 레이어로 제1 객체 데이터를 전파하고, 제3 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 제3 객체 데이터를 역전파하고, 제2 깊이 레이어에서 제1 깊이 레이어로 제2 객체 데이터를 역전파하도록, 루프가 구성될 수 있다.The structure of the loop for obtaining the final phase data is not limited to the structure of the loop shown in FIG. 12 . In another embodiment, the first object data is propagated from the first depth layer to the third depth layer, the third object data is back propagated from the third depth layer to the second depth layer, and the second depth layer is transferred to the first depth layer. A loop may be configured to backpropagate the second object data.

도 13은 일 실시예에 따른 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성하는 방법의 흐름도이다.13 is a flowchart of a method of generating a CGH using object data according to an embodiment.

1301 단계에서 프로세서(도 5의 112)는 제1 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 객체 데이터를 전파함으로써, 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 획득한다. 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어와 제2 깊이 레이어가 이격된 거리에 기초하여 객체 데이터에 대하여 푸리에 변환을 수행함으로써, 객체 데이터를 전파할 수 있다.In operation 1301 , the processor ( 112 of FIG. 5 ) acquires amplitude values and phase values of object data in the second depth layer by propagating the object data from the first depth layer to the second depth layer. The processor 112 may propagate the object data by performing a Fourier transform on the object data based on a distance between the first depth layer and the second depth layer.

1302 단계에서 프로세서(112)는 미리 결정된 제2 목표 진폭 값으로 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 변경한다.In operation 1302, the processor 112 changes the amplitude value of the object data in the second depth layer to a second target amplitude value that is predetermined.

1303 단계에서 프로세서(112)는 제2 깊이 레이어에서 제1 깊이 레이어로 제2 목표 진폭 값을 갖는 객체 데이터를 역전파함으로써, 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 획득한다. 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어와 제2 깊이 레이어가 이격된 거리에 기초하여 객체 데이터에 대하여 푸리에 역변환을 수행함으로써, 객체 데이터를 역전파할 수 있다.In operation 1303 , the processor 112 acquires amplitude values and phase values of the object data in the first depth layer by backpropagating the object data having the second target amplitude value from the second depth layer to the first depth layer. The processor 112 may backpropagate the object data by performing an inverse Fourier transform on the object data based on a distance between the first depth layer and the second depth layer.

1304 단계에서 프로세서(112)는 미리 결정된 제1 목표 진폭 값으로 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 변경한다.In operation 1304 , the processor 112 changes the amplitude value of the object data in the first depth layer to a predetermined first target amplitude value.

1305 단계에서 프로세서(112)는 제1 목표 진폭 값을 갖는 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성한다. 제1 목표 진폭 값으로 최종 진폭 값이 결정되고, 제1 깊이 레이어에서의 위상 값으로 최종 위상 값이 결정될 수 있다. 프로세서(112)는 최종 진폭 값 및 최종 위상 값을 갖는 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성할 수 있다.In step 1305, the processor 112 generates a CGH using the object data having the first target amplitude value. A final amplitude value may be determined as the first target amplitude value, and a final phase value may be determined as the phase value in the first depth layer. The processor 112 may generate the CGH using the object data having the final amplitude value and the final phase value.

도 14는 일 실시예에 따른 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성하는 방법의 흐름도이다.14 is a flowchart of a method of generating a CGH using object data according to an embodiment.

1401 단계에서 프로세서(도 5의 112)는 제1 깊이 레이어 및 제2 깊이 레이어 각각에 대한 객체 데이터의 제1 목표 진폭 값 및 제2 목표 진폭 값을 설정한다. 제1 목표 진폭 값 및 제2 목표 진폭 값은 미리 생성된 제1, 2 이미지들로부터 각각 획득될 수 있다.In operation 1401 , the processor ( 112 of FIG. 5 ) sets a first target amplitude value and a second target amplitude value of object data for each of the first depth layer and the second depth layer. The first target amplitude value and the second target amplitude value may be respectively obtained from the first and second images generated in advance.

1402 단계에서 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 초기 진폭 값 및 초기 위상 값을 설정한다. 초기 진폭 값은 제1 목표 진폭 값으로 설정될 수 있고, 초기 위상 값은 임의의 위상 값으로 설정될 수 있다.In operation 1402, the processor 112 sets an initial amplitude value and an initial phase value of the object data in the first depth layer. The initial amplitude value may be set to a first target amplitude value, and the initial phase value may be set to an arbitrary phase value.

1403 단계에서 프로세서(112)는 제1 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 객체 데이터를 전파함으로써, 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 획득한다.In operation 1403 , the processor 112 acquires amplitude values and phase values of the object data in the second depth layer by propagating the object data from the first depth layer to the second depth layer.

1404 단계에서 프로세서(112)는 미리 결정된 제2 목표 진폭 값으로 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 변경한다.In operation 1404 , the processor 112 changes the amplitude value of the object data in the second depth layer to a predetermined second target amplitude value.

1405 단계에서 프로세서(112)는 제2 깊이 레이어에서 제1 깊이 레이어로 제2 목표 진폭 값을 갖는 객체 데이터를 역전파함으로써, 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 획득한다. 즉, 1405 단계에서 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값이 업데이트 된다.In operation 1405 , the processor 112 obtains amplitude values and phase values of the object data in the first depth layer by backpropagating the object data having the second target amplitude value from the second depth layer to the first depth layer. That is, in operation 1405 , the amplitude value and the phase value of the object data in the first depth layer are updated.

1406 단계에서 프로세서(112)는 미리 결정된 제1 목표 진폭 값으로 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 변경한다.In operation 1406 , the processor 112 changes the amplitude value of the object data in the first depth layer to a predetermined first target amplitude value.

1407 단계에서 프로세서(112)는 1403 단계 내지 1406 단계를 반복하여 수행할지 여부를 결정한다. 프로세서(112)는 1403 단계 내지 1406 단계가 반복하여 수행된 회수에 기초하여, 1408 단계로 넘어가도록 결정할 수 있다. 또는 프로세서(112)는 1405 단계의 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값과 제1 목표 진폭 값의 비교에 기초하여, 1408 단계로 넘어가도록 결정할 수 있다. 또는 프로세서(112)는 1403 단계의 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값과 제2 목표 진폭 값의 비교에 기초하여, 1408 단계로 넘어가도록 결정할 수 있다.In step 1407 , the processor 112 determines whether to repeat steps 1403 to 1406 . The processor 112 may determine to proceed to step 1408 based on the number of times steps 1403 to 1406 are repeatedly performed. Alternatively, the processor 112 may determine to proceed to operation 1408 based on the comparison of the amplitude value of the object data in the first depth layer in operation 1405 with the first target amplitude value. Alternatively, the processor 112 may determine to proceed to operation 1408 based on the comparison of the amplitude value of the object data in the second depth layer in operation 1403 with the second target amplitude value.

1408 단계에서 프로세서(112)는 제1 목표 진폭 값을 갖는 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성한다. 제1 목표 진폭 값으로 최종 진폭 값이 결정되고, 1403 단계 내지 1406 단계가 반복됨으로써 최종적으로 획득된 제1 깊이 레이어에서의 위상 값으로 최종 위상 값이 결정될 수 있다. 프로세서(112)는 최종 진폭 값 및 최종 위상 값을 갖는 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성할 수 있다.In operation 1408, the processor 112 generates a CGH using the object data having the first target amplitude value. The final amplitude value may be determined as the first target amplitude value, and the final phase value may be determined as the phase value in the first depth layer finally obtained by repeating steps 1403 to 1406 . The processor 112 may generate the CGH using the object data having the final amplitude value and the final phase value.

도 15는 일 실시예에 따른 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성하는 방법의 흐름도이다.15 is a flowchart of a method of generating a CGH using object data according to an embodiment.

1501 단계에서 프로세서(도 5의 112)는 제1 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 객체 데이터를 전파함으로써, 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 획득한다. 다른 실시예에서, 1501 단계는 제1 깊이 레이어에서 제3 깊이 레이어로 객체 데이터를 전파하는 단계로 변경될 수 있다.In operation 1501 , the processor ( 112 of FIG. 5 ) acquires amplitude values and phase values of the object data in the second depth layer by propagating the object data from the first depth layer to the second depth layer. In another embodiment, operation 1501 may be changed to an operation of propagating object data from the first depth layer to the third depth layer.

1502 단계에서 프로세서(112)는 미리 결정된 제2 목표 진폭 값으로 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 변경한다. 다른 실시예에서, 1502 단계는 미리 결정된 제3 목표 진폭 값으로 제3 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 변경하는 단계로 변경될 수 있다.In operation 1502 , the processor 112 changes the amplitude value of the object data in the second depth layer to a second target amplitude value that is predetermined. In another embodiment, step 1502 may be changed to a step of changing the amplitude value of the object data in the third depth layer to a third predetermined target amplitude value.

1503 단계에서 프로세서(112)는 제2 깊이 레이어에서 제3 깊이 레이어로 제2 목표 진폭 값을 갖는 객체 데이터를 전파함으로써, 제3 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 획득한다. 다른 실시예에서, 1503 단계는 제3 깊이 레이어에서 제2 깊이 레이어로 객체 데이터를 역전파하는 단계로 변경될 수 있다.In operation 1503 , the processor 112 acquires an amplitude value and a phase value of the object data in the third depth layer by propagating the object data having the second target amplitude value from the second depth layer to the third depth layer. In another embodiment, operation 1503 may be changed to an operation of backpropagating object data from the third depth layer to the second depth layer.

1504 단계에서 프로세서(112)는 미리 결정된 제3 목표 진폭 값으로 제3 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 변경한다. 다른 실시예에서, 1504 단계는 미리 결정된 제2 목표 진폭 값으로 제2 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 변경하는 단계로 변경될 수 있다.In operation 1504 , the processor 112 changes the amplitude value of the object data in the third depth layer to a third target amplitude value that is predetermined. In another embodiment, step 1504 may be changed to a step of changing the amplitude value of the object data in the second depth layer to a second predetermined target amplitude value.

1505 단계에서 프로세서(112)는 제3 깊이 레이어에서 제1 깊이 레이어로 제3 목표 진폭 값을 갖는 객체 데이터를 역전파함으로써, 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값 및 위상 값을 획득한다. 다른 실시예에서, 1505 단계는 제2 깊이 레이어에서 제1 깊이 레이어로 객체 데이터를 역전파하는 단계로 변경될 수 있다.In operation 1505 , the processor 112 acquires amplitude values and phase values of the object data in the first depth layer by backpropagating the object data having the third target amplitude value from the third depth layer to the first depth layer. In another embodiment, operation 1505 may be changed to an operation of backpropagating object data from the second depth layer to the first depth layer.

1506 단계에서 프로세서(112)는 미리 결정된 제1 목표 진폭 값으로 제1 깊이 레이어에서의 객체 데이터의 진폭 값을 변경한다.In operation 1506 , the processor 112 changes the amplitude value of the object data in the first depth layer to a predetermined first target amplitude value.

1507 단계에서 프로세서(112)는 제1 목표 진폭 값을 갖는 객체 데이터를 이용하여 CGH를 생성한다.In step 1507, the processor 112 generates a CGH using the object data having the first target amplitude value.

도 16은 일 실시예에 따른 CGH를 처리하는 방법의 흐름도이다.16 is a flowchart of a method of processing CGH according to an embodiment.

1601 단계에서 CGH 생성 장치(도 5의 100)는 제1 깊이 레이어에 대응하는 제1 객체 이미지 및 제2 깊이 레이어에 대응하는 제2 객체 이미지를 생성한다. CGH 생성 장치(100)는 제1, 2 객체 이미지를 독립적으로 생성할 수 있다. 또는 CGH 생성 장치(100)는 제1 객체 이미지를 생성하고, 제1 객체 이미지를 변형하여 제2 객체 이미지를 생성할 수 있다.In step 1601, the CGH generating device (100 in FIG. 5) generates a first object image corresponding to the first depth layer and a second object image corresponding to the second depth layer. The CGH generating device 100 may independently generate the first and second object images. Alternatively, the CGH generating device 100 may generate a first object image, and may generate a second object image by transforming the first object image.

1602 단계에서 CGH 생성 장치(100)는 제1 객체 이미지에 기초하여 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 제2 객체 이미지에 기초하여 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 결정한다. In step 1602, the CGH generating device 100 determines a predetermined second amplitude data based on the first amplitude data and the second object image predetermined on the basis of the first object image.

1603 단계에서 CGH 생성 장치(100)는 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 랜덤화 된 제1 위상 데이터를 포함하는 제1 객체 데이터를 생성한다.In step 1603, the CGH generating device 100 generates a first object data including the first predetermined amplitude data and the first randomized phase data.

1604 단계에서 CGH 생성 장치(100)는 제1 객체 데이터를 입력으로 사용하여 전파 프로세스를 수행한다.In step 1604, the CGH generating device 100 performs a propagation process using the first object data as an input.

전파 프로세스는 제2 진폭 데이터 및 제2 위상 데이터를 포함하는 제2 객체 데이터를 획득하기 위하여 제1 객체 데이터를 제2 깊이 레이어로 전파하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 객체 데이터에 FFT를 수행함으로써 제1 객체 데이터가 전파될 수 있다. 또한, 전파 프로세스는 변경된 제2 객체 데이터를 획득하기 위하여 제2 진폭 데이터를 미리 결정된 제2 진폭 데이터로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.The propagation process may include propagating the first object data to the second depth layer to obtain second object data comprising second amplitude data and second phase data. The first object data may be propagated by performing FFT on the first object data. Further, the propagation process may include changing the second amplitude data into predetermined second amplitude data to obtain the changed second object data.

전파 프로세스는 변경된 제1 진폭 데이터 및 변경된 제1 위상 데이터를 포함하는 변경된 제1 객체 데이터를 획득하기 위하여 변경된 제2 객체 데이터를 제1 깊이 레이어로 역전파하는 단계를 포함할 수 있다. 변경된 제2 객체 데이터에 IFFT를 수행함으로써 변경된 제2 객체 데이터가 역전파될 수 있다.The propagation process may include backpropagating the modified second object data to the first depth layer to obtain modified first object data comprising the modified first amplitude data and the modified first phase data. By performing IFFT on the changed second object data, the changed second object data may be back propagated.

전파 프로세스는 최종 제1 객체 데이터를 획득하기 위하여 변경된 제1 객체 데이터에 포함된 변경된 제1 진폭 데이터를 미리 결정된 제1 진폭 데이터로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.The propagation process may include changing the modified first amplitude data included in the modified first object data to the predetermined first amplitude data to obtain the final first object data.

CGH 생성 장치(100)는 최종 제1 객체 데이터에 기초하여 CGH를 생성할 수 있다.CGH generating device 100 may generate a CGH based on the final first object data.

디스플레이 장치(도 5의 150)는 CGH에 기초하여 미리 결정된 제1 진폭 데이터 및 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 갖는 홀로그래픽 이미지를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 장치(150)는 제1 깊이 레이어 상에 미리 결정된 제1 진폭 데이터를 갖는 홀로그래픽 이미지를 디스플레이하고, 제2 깊이 레이어 상에 미리 결정된 제2 진폭 데이터를 갖는 홀로그래픽 이미지를 디스플레이 할 수 있다. 이때, 디스플레이 장치(150)는 수차 등이 없는 이상적인 장치로 간주된다. 그에 따라, 제1 깊이 레이어 상의 홀로그래픽 이미지에 의해 제1 객체 이미지가 디스플레이되고, 제2 깊이 레이어 상의 홀로그래픽 이미지에 의해 제2 객체 이미지가 디스플레이될 수 있다.The display device ( 150 of FIG. 5 ) may display a holographic image having predetermined first amplitude data and predetermined second amplitude data based on the CGH. The display device 150 may display a holographic image having predetermined first amplitude data on a first depth layer and may display a holographic image having second predetermined amplitude data on a second depth layer. In this case, the display device 150 is regarded as an ideal device without aberration or the like. Accordingly, the first object image may be displayed by the holographic image on the first depth layer, and the second object image may be displayed by the holographic image on the second depth layer.

한편, 상술한 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 실시예들에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments can be written as a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium. In addition, the structure of data used in the above-described embodiments may be recorded in a computer-readable recording medium through various means. The computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and an optically readable medium (eg, CD-ROM, DVD, etc.).

본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 실시예가 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 권리 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 실시예에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those of ordinary skill in the art related to the present embodiment will understand that the embodiment may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the above description. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the rights is indicated in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as included in the present embodiment.

Claims

In the method of processing CGH (computer-generated hologram),
generating a first object image corresponding to the first depth layer and a second object image corresponding to the second depth layer;
determining first amplitude data predetermined on the basis of the first object image and second amplitude data predetermined on the basis of the second object image;
generating first object data including the first predetermined amplitude data and randomized first phase data; and
performing a propagation process using the first object data as input;
The propagation process is
propagating the first object data to the second depth layer to obtain second object data comprising second amplitude data and second phase data;
changing the second amplitude data into the predetermined second amplitude data to obtain changed second object data;
backpropagating the modified second object data to the first depth layer to obtain modified first object data including the modified first amplitude data and the modified first phase data; and
changing the changed first amplitude data included in the changed first object data to the predetermined first amplitude data to obtain final first object data,
generating a CGH based on the final first object data; and
and displaying a holographic image having the first predetermined amplitude data and the predetermined second amplitude data based on the CGH.

According to claim 1,
and performing the propagation process a predetermined number of times using the last first object data as the input before generating the CGH.

According to claim 1,
The propagation process is
determining a difference between the modified first amplitude data and the predetermined first amplitude data; and
if the determined difference is greater than or equal to a predetermined threshold, repeating the propagation process using the last first object data as the input.

According to claim 1,
The propagation process is
determining a difference between the modified second amplitude data and the predetermined second amplitude data; and
if the determined difference is greater than or equal to a predetermined threshold, repeating the propagation process using the last first object data as the input.

According to claim 1,
The step of propagating the first object data includes performing FFT on the first object data, and the step of backpropagating the changed second object data includes performing IFFT on the changed second object data. Including method.

According to claim 1,
The step of generating the first object image and the second object image includes:
generating the first object image in which the object is captured; and
and generating the second object image in which an object different from the object is captured.

According to claim 1,
The step of generating the first object image and the second object image includes:
generating the first object image; and
generating the second object image by changing pixel values of the first object image.

According to claim 1,
The step of generating the first object image and the second object image includes:
generating the first object image in which an object in a state included in a predetermined depth of field is captured; and
generating the second object image in which the object in a state not included in the predetermined depth of field is captured.

According to claim 1,
Displaying the holographic image comprises:
displaying the holographic image having the predetermined first amplitude data on the first depth layer; and
and displaying the holographic image with the second predetermined amplitude data on the second depth layer.

A computer-readable recording medium in which a program for executing the method of claim 1 in a computer is recorded.

In the system for processing CGH (computer-generated hologram),
a CGH generating device configured to generate CGH; and
a display device configured to display the CGH;
The CGH generating device,
A first object image corresponding to the first depth layer and a second object image corresponding to the second depth layer are generated, and based on first amplitude data predetermined based on the first object image and the second object image Determine second predetermined amplitude data, generate first object data including the first predetermined amplitude data and randomized first phase data, and perform a propagation process using the first object data as an input configured to do
The propagation process is
propagating the first object data to the second depth layer to obtain second object data comprising second amplitude data and second phase data; changing the second amplitude data into the predetermined second amplitude data to obtain changed second object data; backpropagating the modified second object data to the first depth layer to obtain modified first object data including the modified first amplitude data and the modified first phase data; and changing the changed first amplitude data included in the changed first object data to the predetermined first amplitude data to obtain final first object data,
The CGH generating device is configured to generate the CGH based on the final first object data,
and the display device is configured to display a holographic image including the first predetermined amplitude data and the predetermined second amplitude data using the CGH.

12. The method of claim 11,
The CGH generating device,
and perform the propagation process a predetermined number of times using the last first object data as the input prior to generating the CGH.

12. The method of claim 11,
The propagation process is
determining a difference between the modified first amplitude data and the predetermined first amplitude data; and
if the determined difference is greater than or equal to a predetermined threshold, repeating the propagation process using the last first object data as the input.

12. The method of claim 11,
The propagation process is
determining a difference between the modified second amplitude data and the predetermined second amplitude data; and
if the determined difference is greater than or equal to a predetermined threshold, repeating the propagation process using the last first object data as the input.

12. The method of claim 11,
The step of propagating the first object data includes performing FFT on the first object data, and the step of backpropagating the changed second object data includes performing IFFT on the changed second object data. including, the system.

12. The method of claim 11,
The CGH generating device,
and generate the first object image in which an object is captured, and generate the second object image in which an object different from the object is captured.

12. The method of claim 11,
The CGH generating device,
and create the second object image by generating the first object image and changing pixel values of the first object image.

12. The method of claim 11,
The CGH generating device,
and generate the first object image in which an object in a state included in a predetermined depth of field is captured, and generate the second object image in which the object in a state not included in the predetermined depth of field is captured.

12. The method of claim 11,
The display device is
a system configured to display the holographic image with the first predetermined amplitude data on the first depth layer and display the holographic image with the second predetermined amplitude data on the second depth layer. .