WO2019225779A1 - 곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유 운동 상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법 - Google Patents

곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유 운동 상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법 Download PDF

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김은수
조홍곤
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광운대학교 산학협력단
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    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique

Definitions

  • a curved hologram-based rotation-motion compensation (CH-RMC) method based on the concept of rotation-invariance of curved holograms for the high-speed generation of holographic video of three-dimensional objects in free motion.
  • the proposed method can, in principle, be applied to all kinds of common CGH algorithms, including RT, WRP and NLUT methods to improve the computational speed, one of the most important features of the proposed method.
  • Korean Patent Laid-Open No. 10-1207105 discloses object data defining objects in a three-dimensional screen, arranged in a plurality of virtual partition layers (L1 ... LM).
  • a computer-generated video hologram whose layers of define a two-dimensional object data set (OSm) such that the video hologram data set (HS) can be calculated from some or all of the two-dimensional object data set (OS1 ... OSM).
  • OSm two-dimensional object data set
  • OSM two-dimensional object data set
  • each two-dimensional object data set OSn of the virtual partition layer is converted into a two-dimensional wave field distribution, and the wave field distribution is a video hologram layer.
  • Korean Patent Publication No. 10-1321895 discloses a stereo image taken from two left and right cameras as a system executed by a central processing unit (CPU) and a graphics processing unit (GPU) for processing a plurality of threads.
  • An interactive digital hologram service system for receiving a digital hologram at a viewer's point of view in real time, comprising: a correction information acquisition unit for extracting calibration information for correcting left and right cameras of the stereo image; A camera correction unit for correcting each of the left and right images of the stereo image using the calibration information, and separately processing each of the left and right images by at least one thread; A preprocessing unit processed by at least one thread and performing image quality improvement on the corrected left and right images; An intermediate image generation unit processed by at least one thread and generating an intermediate viewpoint image corresponding to the viewer viewpoint from the left and right images; And a hologram generator which is processed by at least two threads that each execute at least two GPUs, and generates a computer hologram from the mid-view image.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the present invention is a rotation-invariance of the surface hologram that can generate a hologram of a three-dimensional object in real time by greatly reducing the cost time of holographic video calculation
  • the purpose of the present invention is to provide a fast method for generating hologram video of a three-dimensional object in a free motion state by a curved hologram-based rotation-motion compensation method based on the concept of.
  • the present invention relates to a high speed generation method of holographic video of a three-dimensional object in free motion by a curved hologram-based rotation-motion compensation method based on the concept of rotational invariance of curved holograms.
  • Curved hologram-based Rotational-Motion Compensation (CH-RMC) method based on the concept of rotation-invariance of curved holograms for high-speed generation of holographic video of free-moving three-dimensional objects. All rotational motion of an object can be compensated directly by rotating a local curved hologram on a surface that coincides with the trajectory the object is moving in. The hologram can be generated directly from the rotational motion without the need for additional computational processes for most holographic patterns of 3D objects. The overall calculation time of the video is greatly shortened.
  • the present invention has a remarkable effect that the cost time of holographic video calculation is greatly reduced, thereby real-time hologram generation of three-dimensional objects in real time.
  • the present invention relates to a high speed generation method of holographic video of a three-dimensional object in free motion by a curved hologram-based rotation-motion compensation method based on the concept of rotational invariance of curved holograms.
  • Curved hologram-based Rotational-Motion Compensation (CH-RMC) method based on the concept of rotation-invariance of curved holograms for high-speed generation of holographic video of free-moving three-dimensional objects. All rotational motion of an object can be compensated directly by rotating a local curved hologram on a surface that coincides with the trajectory the object is moving in. The hologram can be generated directly from the rotational motion without the need for additional computational processes for most holographic patterns of 3D objects. The overall calculation time of the video is greatly shortened.
  • the original frame of the first frame OPH1 A hologram pattern for a first frame image of a three-dimensional object called a plane hologram is generated at a distance from the object using the CGH algorithm,
  • the angle of rotation of the object between the first and second frames is extracted with the estimated center position and the radius of the local arc in which the object moves along between the two frames
  • the OPH1 is propagated to the position corresponding to the local arc called the local plane hologram (LPH1) of the first frame, and the local observer is transformed into the bent version.
  • LPH1 local plane hologram
  • LCH1 is placed on a curved surface coinciding with the path of movement of the object and rotated at the extracted angle of rotation
  • the overlapped area of LCH1 with the rotating surface of the feature body is converted into the local plane hologram of the second frame LPH2 on the basis of the curved hologram-plane hologram (CH-to-PH), and the original plane Back propagated to the position of the hologram, used as the majority of the second frame OPH (OHP2),
  • the remaining small part of the OHP2 corresponding to the non-overlapping region is calculated with one of the CGH algorithms
  • the possible error between the actual frame and the actual second frame hologram compensated in the final seventh step is corrected.
  • FIG. 1 is an overall flowchart of the present invention
  • Figure 2 is a detailed illustration of the operational process of the present invention.
  • a curved hologram-based rotation-motion compensation method based on the concept of rotational invariance of curved holograms for high speed generation of holographic video of three-dimensional objects in free motion. It is a curved path with many locally different arcs.
  • all rotational movements of a three-dimensional object made from all arcs can be directly compensated by rotating the local curved hologram on a curved surface that coincides with the trajectory of the object's movement. Therefore, using this CH-RMC process, most hologram patterns of 3D objects in rotational motion can be generated directly without additional calculation process, which greatly reduces the overall calculation time of hologram video.
  • the proposed method can, in principle, be applied to all kinds of common CGH algorithms, including RT, WRP and NLUT methods to improve the computational speed, one of the most important features of the proposed method.
  • the center coordinates and radius of the local arc can be determined according to the simple geometrical relationship of the same 'three points', the plane can determine the circle', and the proposed CH-RMC method includes a total of seven processes.
  • the hologram pattern for the first frame image of the three-dimensional object called the disc planar hologram of the first frame OPH1
  • the disc planar hologram of the first frame OPH1 is created at a distance from the object using the CGH algorithm
  • the first and second Between the first frame, the angle of rotation of the object is extracted with the estimated center position and the radius of the local arc in which the object moves along between the two frames.
  • OPH1 is propagated to the position corresponding to the local arc called the local plane hologram (LPH1) of the first frame, and the local observer is transformed into the bent version.
  • a hologram of the first frame LCH1 is generated based on a planar hologram-curved hologram (PH-to-CH) conversion method.
  • LCH1 is placed on a curved surface that coincides with the path of travel of the object and rotated at the extracted angle of rotation.
  • the overlapped area of LCH1 with the rotating surface of the feature body is converted to the local plane hologram of the second frame LPH2 on the basis of the curved hologram-plane hologram (CH-to-PH), and the original plane Back propagated to the position of the hologram, it is used as the majority of the second frame OPH (OHP2).
  • the remaining small part of the OHP2 corresponding to the non-overlapping area is calculated by one of the CGH algorithms, and the possible error between the actual frame and the actual second frame hologram compensated in the final step is corrected.
  • the vehicle is assumed to move along a curved path using three locally different arcs from the position of P1 (x1, z1) to the position of P4 (x4, z4).
  • the three kinds of local circles are blue, red and green, respectively. It is colored with.
  • the seven-step process of the proposed CH-RMC method can be described in detail as follows.
  • the first frame OPH of a car object moving along a blue arc designated B-OPH1 is generated by one of the common CGH algorithms.
  • Three kinds of general CGH algorithms are used here, TR, WRP and NLUT.
  • the object moves from the current position to the next position between the first and second frames with the rotation angle ⁇ 1-1.
  • B-LCH1 lies on a curved surface that matches the path of travel of the object and rotates with this extracted rotation angle ⁇ 1-1. Then, most of the area of B-LCH1 will overlap with the area of the 2-frame local curve hologram of B-LCH2. In other words, this rotational motion compensation version of B-LCH1 between the first and second frames can be used as most of the B-LCH2 without any further calculation process.
  • the rotational motion compensated B-LCH1 representing the majority of B-LCH2 is converted back to the corresponding second frame forward composite image of B-LPH2 based on the CH-PH conversion process.
  • CH to PH conversion is just the reverse process of PH to CH conversion.
  • B-LPH2 After the majority of B-LPH2 is generated from the rotational motion compensation version of B-LPH1, it propagates back to the plane of the original planar hologram, where the vertical and horizontal distances between B and LP1 are d1 and l1.
  • -OPH2 and B-LPH2 can serve as the compensation part of B-OPH2 with previous versions of B-OPH1.
  • most of the B-LCH2 can overlap with B-LCH1, which makes it possible to create a large area of B-OPH2 by compensating with B-OPH1, leaving a small blank area to be calculated. This free area of B-OPH2 should be created with one of the CGH algorithms.
  • the compensated object image of the first frame may not match the actual object image as follows. 2nd frame.
  • the similarity between the compensated real image and the real object image between two consecutive frames needs to be estimated by the cost-function parameter of the SNR.
  • an appropriate SNR threshold should be set.
  • the compensated hologram can be considered as the actual hologram of the second frame. Otherwise, the compensated hologram needs to be corrected, which can be done by calculating the hologram pattern for different object points and adding it to the compensated hologram pattern.
  • the present invention has a remarkable effect that the cost time of holographic video calculation is greatly reduced, thereby real-time hologram generation of three-dimensional objects in real time.
  • the average number of calculated object points (ANCOP) and average calculation time for one frame (ACT) of the CH-RMC-based ray-tracing, wavefront-recording plane, and new-lookup table methods are Compared to 73.10%, 73.84%, 73.34% and 68.75%, 50.82% and 66.59% respectively.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

본발명은 곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법에 관한 것으로, 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성을 위해 곡면 홀로그램의 회전 불변성(rotation-invariance)의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상(CH-RMC) 방법으로서, 모든 아크에서 만들어진 3 차원 물체의 모든 회전 운동은 물체가 움직이는 궤적과 일치하는 곡면에서 로컬 곡선 홀로그램을 회전시킴으로써 직접적으로 보상 될 수 있는 것으로, 회전 운동에서 3D 물체의 대부분의 홀로그램 패턴을 추가 계산 프로세스없이 직접 생성 할 수 있으므로 홀로그램 비디오의 전체 계산 시간이 크게 단축되는 것으로, 본발명은 홀로그램 비디오 계산의 비용 시간이 크게 감소하여 실시간으로 3 차원 물체를 실시간으로 홀로그램 생성 할 수 있는 현저한 효과가 있다.

Description

곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유 운동 상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법
본발명에서는, 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성을 위해 곡면 홀로그램의 회전 불변성(rotation-invariance)의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상(CH-RMC) 방법을 제안한다. 제안 된 방법은 원칙적으로 제안 된 방법의 가장 중요한 특징 중 하나 인 계산 속도를 향상시키기 위한 RT, WRP 및 NLUT 방법을 포함한 모든 종류의 일반적인 CGH 알고리즘에 적용 할 수 있다.
일반적으로 홀로그램 비디오 생성방법에 있어서, 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 10-1207105호에는 3차원 화면 내의 오브젝트들을 정의하는 오브젝트 데이터가 다수의 가상 구획층(L1 ... LM)에 배열되고, 각각의 층이 2차원 오브젝트 데이터 집합(OSm)을 정의하여 비디오 홀로그램 데이터 집합(HS)이 상기 2차원 오브젝트 데이터 집합(OS1 ... OSM)의 일부 또는 전부로부터 계산될 수 있게 하는 컴퓨터 생성형 비디오 홀로그램을 연산하는 방법에 있어서, (a) 제1 변환(TR 1)에서, 가상 구획층의 각각의 2차원 오브젝트 데이터 집합(OSn)이 2차원 파동장 분포로 변환되고, 파동장 분포가 비디오 홀로그램층(HL)으로부터 유한 거리(DM)에서 기준층(RL) 내의 가상 관측자 창(OW)에 대하여 계산되게 하는 단계와; (b) 구획층(L1 ... LM)의 모든 2차원 오브젝트 데이터 집합에 대하여 가상 관측자 창(OW)의 계산된 2차원 파동장분포(DS1 ... DSM)가 추가되어 집성된 관측자 창 데이터 집합(RS)을 정의하게 하는 단계와; (c) 제2 변환(TR 2)에서, 집성된 관측자 창 데이터 집합(RS)이 기준층으로부터 비디오 홀로그램 층(HL)으로 변환되어 컴퓨터 생성형 비디오 홀로그램의 비디오 홀로그램 데이터 집합(HS)을 생성하게 하는 단계를 포함하는 컴퓨터 생성형 비디오 홀로그램 연산 방법이 공개되어 있다.
또한, 등록특허공보 등록번호 10-1321895호에는 다수의 쓰레드를 처리하는 중앙처리장치(CPU) 및, 그래픽처리장치(GPU)에 의해 수행되는 시스템으로서, 2개의 좌우 카메라로부터 촬영된 스테레오 영상을 입력받아 시청자 시점의 디지털 홀로그램을 실시간으로 생성하기 위한 인터랙티브 디지털 홀로그램 서비스 시스템에 있어서, 상기 스테레오 영상의 좌우 카메라를 보정하기 위한 캘리브레이션(calibration) 정보를 추출하는 보정정보 획득부; 상기 스테레오 영상의 좌우 영상 각각을 상기 캘리브레이션 정보를 이용하여 보정하되, 상기 좌우 영상 각각을 적어도 1개의 쓰레드에 의해 별도로 처리되는 카메라 보정부; 적어도 1개의 쓰레드에 의해 처리되고, 보정된 좌우 영상에 대하여 화질개선을 수행하는 전처리부; 적어도 1개의 쓰레드에 의해 처리되고, 상기 좌우 영상으로부터 상기 시청자 시점에 해당되는 중간시점 영상을 생성하는 중간영상 생성부; 및, 적어도 2개의 GPU를 각각 수행시키는 적어도 2개의 쓰레드에 의해 처리되고, 상기 중간시점 영상으로부터 컴퓨터 홀로그램을 생성하는 홀로그램 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터랙티브 디지털 홀로그램 서비스 시스템이 공개되어 있다.
그러나 상기 종래기술들은 홀로그램 비디오 계산시간 등이 커서 실시간으로 3 차원 물체를 생성하기가 곤란한 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본발명은 홀로그램 비디오 계산의 비용 시간이 크게 감소하여 실시간으로 3 차원 물체를 실시간으로 홀로그램 생성 할 수 있는 곡면 홀로그램의 회전 불변성(rotation-invariance)의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법을 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법에 관한 것으로,
자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성을 위해 곡면 홀로그램의 회전 불변성(rotation-invariance)의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상(CH-RMC) 방법으로서, 모든 아크에서 만들어진 3 차원 물체의 모든 회전 운동은 물체가 움직이는 궤적과 일치하는 곡면에서 로컬 곡선 홀로그램을 회전시킴으로써 직접적으로 보상 될 수 있는 것으로, 회전 운동에서 3D 물체의 대부분의 홀로그램 패턴을 추가 계산 프로세스없이 직접 생성 할 수 있으므로 홀로그램 비디오의 전체 계산 시간이 크게 단축되는 것을 특징으로 한다.
따라서 본발명은 홀로그램 비디오 계산의 비용 시간이 크게 감소하여 실시간으로 3 차원 물체를 실시간으로 홀로그램 생성 할 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본발명의 전체 흐름도
도 2는 본발명의 운영 프로세스의 상세 그림
본발명은 곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법에 관한 것으로,
자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성을 위해 곡면 홀로그램의 회전 불변성(rotation-invariance)의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상(CH-RMC) 방법으로서, 모든 아크에서 만들어진 3 차원 물체의 모든 회전 운동은 물체가 움직이는 궤적과 일치하는 곡면에서 로컬 곡선 홀로그램을 회전시킴으로써 직접적으로 보상 될 수 있는 것으로, 회전 운동에서 3D 물체의 대부분의 홀로그램 패턴을 추가 계산 프로세스없이 직접 생성 할 수 있으므로 홀로그램 비디오의 전체 계산 시간이 크게 단축되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법의 제 1 단계에서는, 제 1 프레임(OPH1)의 원판 평면 홀로그램이라 불리는 3 차원 물체의 제 1 프레임 이미지에 대한 홀로그램 패턴이 CGH 알고리즘을 이용해 물체로부터 일정 거리에 생성되고,
두 번째 단계에서는 첫 번째와 두 번째 프레임 사이에서 물체의 회전 각도가 추정 된 중심 위치와 물체가 두 프레임 사이를 따라 이동하는 로컬 원호의 반지름으로 추출되고,
세 번째 단계에서 OPH1은 첫 번째 프레임의 로컬 평면 홀로그램(LPH1)이라고 하는 로컬 원호에 해당하는 위치로 전파되고 로컬 옵저버는 구부러진 버전으로 변형된다. 평면 홀로그램 - 곡선 홀로그램(PH-to-CH) 변환 방법에 기초하여 제 1 프레임(LCH1)의 홀로그램을 생성하고,
제 4 단계에서, LCH1은 물체의 이동 경로와 일치하는 만곡면에 놓이고 추출 된 회전각으로 회전되고,
제 5 단계에서, 피처 리체의 회전 표면과의 LCH1의 중첩 된 영역은 곡면 홀로그램 - 평면 홀로그램(CH-to-PH)에 기초하여 제 2 프레임(LPH2)의 국부 평면 홀로그램으로 변환되고, 원래의 평면 홀로그램의 위치로 역 전파되어서, 제 2 프레임 OPH(OHP2)의 대부분으로 사용되고,
제 6 단계에서는 비 중첩 영역에 대응하는 OHP2의 나머지 소부분이 CGH 알고리즘 중 하나로 계산되고,
최종 7단계에서 보상 된 실제 프레임과 실제 제 2 프레임 홀로그램 사이의 가능한 에러는 바로 잡는 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명의 전체 흐름도, 도 2는 본발명의 운영 프로세스의 상세 그림이다.
본발명에서는, 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성을 위해 곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법을 제안한다. 많은 국지적으로 다른 호가 있는 곡선 경로이다. 즉, 제안 된 방법에서, 모든 아크에서 만들어진 3 차원 물체의 모든 회전 운동은 물체가 움직이는 궤적과 일치하는 곡면에서 로컬 곡선 홀로그램을 회전시킴으로써 직접적으로 보상 될 수 있다. 따라서, 이 CH-RMC 프로세스를 사용하면, 회전 운동에서 3D 물체의 대부분의 홀로그램 패턴을 추가 계산 프로세스없이 직접 생성 할 수 있으므로 홀로그램 비디오의 전체 계산 시간이 크게 단축된다. 제안 된 방법은 원칙적으로 제안 된 방법의 가장 중요한 특징 중 하나 인 계산 속도를 향상시키기 위한 RT, WRP 및 NLUT 방법을 포함한 모든 종류의 일반적인 CGH 알고리즘에 적용 할 수 있다.
여기서 3 차원 물체는 국지적으로 다른 여러 가지 원호가 있는 곡선 경로를 따라 이동하는 것으로 가정한다. 여기서 국부 호의 중심 좌표와 반지름은 동일한 '3 점'의 간단한 기하학적 관계에 따라 결정될 수 있다 평면은 원을 결정할 수있다 '는 제안 된 CH-RMC 방법에는 총 7 개의 프로세스가 포함된다. 제 1 단계에서는, 제 1 프레임(OPH1)의 원판 평면 홀로그램이라 불리는 3 차원 물체의 제 1 프레임 이미지에 대한 홀로그램 패턴이 CGH 알고리즘을 이용해 물체로부터 일정 거리에 생성되고, 두 번째 단계에서는 첫 번째와 두 번째 프레임 사이에서 물체의 회전 각도가 추정 된 중심 위치와 물체가 두 프레임 사이를 따라 이동하는 로컬 원호의 반지름으로 추출된다. 세 번째 단계에서 OPH1은 첫 번째 프레임의 로컬 평면 홀로그램(LPH1)이라고하는 로컬 원호에 해당하는 위치로 전파되고 로컬 옵저버는 구부러진 버전으로 변형된다. 평면 홀로그램 - 곡선 홀로그램(PH-to-CH) 변환 방법에 기초하여 제 1 프레임(LCH1)의 홀로그램을 생성한다. 제 4 단계에서, LCH1은 물체의 이동 경로와 일치하는 만곡면에 놓이고 추출 된 회전각으로 회전된다. 제 5 단계에서, 피처 리체의 회전 표면과의 LCH1의 중첩 된 영역은 곡면 홀로그램 - 평면 홀로그램(CH-to-PH)에 기초하여 제 2 프레임(LPH2)의 국부 평면 홀로그램으로 변환되고, 원래의 평면 홀로그램의 위치로 역 전파되어서, 제 2 프레임 OPH(OHP2)의 대부분으로 사용된다. 또한, 제 6 단계에서는 비 중첩 영역에 대응하는 OHP2의 나머지 소부분이 CGH 알고리즘 중 하나로 계산되고, 최종 단계에서 보상 된 실제 프레임과 실제 제 2 프레임 홀로그램 사이의 가능한 에러는 바로 잡는다.
그림의 시나리오의 평면도에서 보듯이 자동차는 P1(x1, z1)의 위치에서 P4(x4, z4)의 위치까지 세 개의 국지적으로 다른 원호를 사용하여 곡선 경로를 따라 이동하는 것으로 가정한다. xz 평면의 그라운드 및 생성 될 OPH는 진한 회색으로 채색 된 z = 0 평면에 위치하도록 설정된다. 이 시나리오에서, (O1 (x01, z01), r1), (O2 (x02, z02), r2) 및 (O3 (x03, z03), r3 ), 그 3 종류의 지역 원은 각각 청색, 적색 및 녹색으로 채색되어 있다. 이 시나리오에서, 제안 된 CH-RMC 방법의 7 단계 프로세스가 다음과 같이 자세하게 설명 될 수 있다. 처음에는 B-OPH1로 지정된 파란색 호를 따라 움직이는 자동차 물체의 첫 번째 프레임 OPH가 일반적인 CGH 알고리즘 중 하나로 생성된다. 여기에는 TR, WRP 및 NLUT와 같은 3 가지 종류의 일반적인 CGH 알고리즘이 사용된다. 둘째, 지역적으로 다른 3 개의 원호를 갖는 곡선 경로를 따라 움직이는 자동차 물체의 시나리오에서, 청색, 적색 및 녹색 원 각각에 대한 물체의 5 개의 곡면 모션 파라미터가 추출되어 CH를 조작한다 (O1 (x01, z01), r1), (O2 (x02, z02), r2) 및 (O3 (x03, z03), r3)와 같은 로컬 서클의 중심 위치와 반경을 포함하는 -RMC 프로세스, 수직 (d1, l1), (d2, l2), (d3, l3)와 같은 OPH와 LPH 사이의 수평 거리와 (θ1-1, θ1-2, ..., θ1 ..., θ2-n) 및 (θ3-1, θ3-2, ..., θ3-n)에 각각 대응한다. 셋째, B-LPH1과 같은 국지 평면 홀로그램은 식 (1)에 의해 정의 된 변환 방법에 기반한 B-LCH1과 같은 국부적 인 곡면 홀로그램으로 변환된다.
(식 1)
Figure PCTKR2018005860-appb-I000001
네 번째로, 파란색 원 안에는 물체가 회전 각 θ1-1을 가진 첫 번째와 두 번째 프레임 사이의 현재 위치에서 다음 위치로 이동한다. 이제는 B-LCH1이 물체의 이동 경로와 일치하는 곡면에 놓이고 이 추출 된 회전 각 θ1-1로 회전한다. 그러면, B-LCH1의 대부분의 영역은 B-LCH2의 2- 프레임 로컬 곡선 홀로그램의 영역과 중첩 될 것이다. 바꾸어 말하면, 제 1 및 제 2 프레임 사이의 B-LCH1의이 회전 운동 보상 버전은 임의의 추가 계산 프로세스없이 B-LCH2의 대부분 부분으로서 사용될 수 있다. 다섯 번째로, B-LCH2의 대부분을 나타내는 회전 운동 보상 된 B-LCH1은 CH-PH 변환 과정을 기반으로 하여 B-LPH2의 대응하는 제 2 프레임 전방 합성 이미지로 다시 변환된다. 여기서, CH 대 PH 변환은 단지 PH 대 CH 변환의 역 과정이다. 여섯째, B-LPH2의 대부분이 B-LPH1의 회전 운동 보상 버전으로부터 생성 된 후, B와 LP1 사이의 수직 및 수평 거리가 d1 및 l1 인 원래 평면 홀로그램의 평면으로 다시 전파된다. -OPH2와 B-LPH2는 이전 버전의 B-OPH1로 B-OPH2의 보상 부분으로 작용할 수 있다. 실제로, B-LCH2의 대부분은 B-LCH1과 중첩 될 수 있으며, 이는 계산 될 작은 블랭크 영역을 남기면서 B-OPH1로 보상 됨으로써 B-OPH2의 큰 영역을 생성하게 한다. B-OPH2의 이 빈 영역은 CGH 알고리즘 중 하나로 생성되어야 한다. 마지막으로 제안 된 CH-RMC 방법을 기반으로 연속 된 두 프레임 간의 물체의 회전 운동을 보상 할 수 있지만 첫 번째 프레임의 보상 된 물체 이미지는 다음과 같은 실제 물체 이미지와 제대로 일치하지 않을 수 있다. 제 2 프레임. 따라서, 2 개의 연속적인 프레임들 간의 보상 된 실제 이미지와 실제 객체 이미지 사이의 유사성은 SNR의 비용 - 함수 파라미터로 추정 될 필요가 있다. 여기서, 보상 된 피사체 화상이 실제 피사체 화상과 충분히 유사하게 보이는지 여부를 판정하기 위해, 적절한 SNR의 임계 값이 설정되어야 한다. 따라서, 추정 된 SNR이이 임계 값보다 커지면, 보상 된 홀로그램은 제 2 프레임의 실제 홀로그램으로 간주 될 수있다. 그렇지 않으면, 보상 된 홀로그램은 보정 될 필요가 있으며, 이는 상이한 대상 점에 대한 홀로그램 패턴을 계산하고 보상 된 홀로그램 패턴에 부가됨으로써 수행 될 수 있다.
따라서 본발명은 홀로그램 비디오 계산의 비용 시간이 크게 감소하여 실시간으로 3 차원 물체를 실시간으로 홀로그램 생성 할 수 있는 현저한 효과가 있다.
상세하게는 CH-RMC- 기반 레이 - 트레이싱, 웨이브 프론트 - 기록 평면 및 신규 - 룩업 테이블 방법의 계산 된 오브젝트 포인트(ANCOP)의 평균 수 및 1 프레임(ACT)에 대한 평균 계산 시간은 원래의 방법과 비교하여 각각 73.10 %, 73.84 %, 73.34 % 및 68.75 %, 50.82 %, 66.59 % 감소한 것으로 나타났다.

Claims (2)

  1. 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성을 위해 곡면 홀로그램의 회전 불변성(rotation-invariance)의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상(CH-RMC) 방법으로서, 모든 아크에서 만들어진 3 차원 물체의 모든 회전 운동은 물체가 움직이는 궤적과 일치하는 곡면에서 로컬 곡선 홀로그램을 회전시킴으로써 직접적으로 보상 될 수 있는 것으로, 회전 운동에서 3D 물체의 대부분의 홀로그램 패턴을 추가 계산 프로세스없이 직접 생성 할 수 있으므로 홀로그램 비디오의 전체 계산 시간이 크게 단축되는 것을 특징으로 하는 곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법
  2. 제 1항에 있어서, 상기 곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법의 제 1 단계에서는, 제 1 프레임(OPH1)의 원판 평면 홀로그램이라 불리는 3 차원 물체의 제 1 프레임 이미지에 대한 홀로그램 패턴이 CGH 알고리즘과 함께 물체로부터 일정 거리에 생성되고,
    두 번째 단계에서는 첫 번째와 두 번째 프레임 사이에서 물체의 회전 각도가 추정 된 중심 위치와 물체가 두 프레임 사이를 따라 이동하는 로컬 원호의 반지름으로 추출되고,
    세 번째 단계에서 OPH1은 첫 번째 프레임의 로컬 평면 홀로그램(LPH1)이라고 하는 로컬 원호에 해당하는 위치로 전파되고 로컬 옵저버는 구부러진 버전으로 변형된다. 평면 홀로그램 - 곡선 홀로그램(PH-to-CH) 변환 방법에 기초하여 제 1 프레임(LCH1)의 홀로그램을 생성하고,
    제 4 단계에서, LCH1은 물체의 이동 경로와 일치하는 만곡면에 놓이고 추출 된 회전각으로 회전되고,
    제 5 단계에서, 피처 리체의 회전 표면과의 LCH1의 중첩 된 영역은 곡면 홀로그램 - 평면 홀로그램(CH-to-PH)에 기초하여 제 2 프레임(LPH2)의 국부 평면 홀로그램으로 변환되고, 원래의 평면 홀로그램의 위치로 역 전파되어서, 제 2 프레임 OPH(OHP2)의 대부분으로 사용되고,
    제 6 단계에서는 비 중첩 영역에 대응하는 OHP2의 나머지 소부분이 CGH 알고리즘 중 하나로 계산되고,
    최종 7단계에서 보상 된 실제 프레임과 실제 제 2 프레임 홀로그램 사이의 가능한 에러는 바로 잡는 것을 특징으로 하는 곡면 홀로그램의 회전 불변성의 개념에 기초한 곡선 홀로그램 기반 회전 - 운동 보상 방법에 의한 자유운동상태의 3 차원 물체의 홀로그램 비디오의 고속 생성방법
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