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HOLOGRAM ENCODER AND HOLOGRAM DECODER, AND HOLOGRAM ENCODING PROGRAM AND HOLOGRAM DECODING PROGRAM commons

Patent code P140010652
File No. 09-01
Posted date Jun 17, 2014
Application number P2009-134091
Publication number P2010-283508A
Patent number P5305451
Date of filing Jun 3, 2009
Date of publication of application Dec 16, 2010
Date of registration Jul 5, 2013
Inventor
  • (In Japanese)山本 健詞
  • (In Japanese)妹尾 孝憲
  • (In Japanese)大井 隆太朗
  • (In Japanese)三科 智之
  • (In Japanese)奥井 誠人
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人情報通信研究機構
Title HOLOGRAM ENCODER AND HOLOGRAM DECODER, AND HOLOGRAM ENCODING PROGRAM AND HOLOGRAM DECODING PROGRAM commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an encoding technology for setting a region of interest in a hologram.
SOLUTION: A hologram encoder 1 includes: a region of interest input means 5; a quantization table generation means 7 for calculating a space frequency range corresponding to the region of interest by light reaching a hologram from the region of interest and a position of reference light, associating an element value showing a small number of quantization steps with the space frequency range, associating an element value showing a large number of quantization steps with the other space frequency ranges, and generating a quantization table which arranges respective element values; a hologram division means 9 for generating a stripe pattern hmof an element hologram obtained by dividing the stripe pattern h of the hologram; a space frequency conversion means 10 for converting the stripe pattern hminto space frequency sm in units of elements; a quantization means 11 for generating quantization space frequency qmfrom the space frequency smon the basis of the quantization table; an encoding means 12 for generating hologram data that encodes the quantization space frequency qm; and a hologram data output means 13.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

3D画像の利用は、放送、通信、あるいは、文化遺産の大量保存用(アーカイブ用)において、調査研究されてきた。ホログラフィは、空間において理想的な3D対象物を再構成するための技術である。そのため、3-Dディスプレイ用のホログラフィ利用は、長い間、多大な関心が払われてきた。液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Displays:LCD)のような微小ピッチの電子デバイスを製造する技術が、次第に成熟してきているので、ホログラムをディスプレイするための電子デバイスを用いる電子ホログラフィが、ごく最近研究されるようになってきた。

電子ホログラフィにおける問題の1つは、ホログラムデータをどのように取り扱うかという点である。ピクセルピッチは、観測量の視域と視角とを考慮したとき1[μm]よりも小さくなるべきであるので、ホログラムデータの量は、莫大になる。例えば、1[μm]のピクセルピッチを持った、30[cm]×30[cm]の白黒ホログラムの総合計は、90[Gピクセル]である。したがって、ホログラムの符号化においては、2-D画像を符号化するときに必要とされる条件に加えて、効率的な符号化方法が必要とされている。

このような問題を取り扱うために、従来、いくつかの手法が提案されている(非特許文献1~4参照)。例えば、非特許文献1に示すように、Yoshikawaは、静止画のホログラムに対して、標準的な動画符号化法であるMPEGを適用する方法を提案している。この手法は、ホログラムを分割して多数の要素ホログラムを作成し、全要素ホログラムに離散コサイン変換(Discrete Cosine Transform:DCT)工程を適用する。DCTが適用された後の要素ホログラムは、まるで可動ビデオカメラにより撮影されたビデオのように見えるので、Yoshikawaは、このビデオにMPEGを利用した。

また、非特許文献2に示すように、Seoは、ホログラムビデオに対して、マルチビュービデオ符号化(multi-view video coding:MVC)を適用する方法を提案した。この方法も、事前に全要素ホログラムにDCT工程を適用する。この方法では、DCTが適用された後、要素ホログラムをマルチビュービデオとして扱い、MVCを利用する。

また、非特許文献3に示すように、Naughtonは、無損失データ圧縮と、損失データ圧縮とを適用する方法を提案した。さらに、非特許文献4に示すように、Takanoは、JPEGとJPEG2000とを適用した。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、干渉縞を使用して映像等のデータを符号化あるいは復号化するホログラム符号化技術およびホログラム復号化技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
被写体を縞パターンとして記録したホログラムを所定の符号化規則により符号化するホログラム符号化装置であって、
前記ホログラムに記録された3次元空間において利用者により指定された少なくとも1つの関心領域の空間情報の入力を受け付け、前記各関心領域を設定すると共に、前記各関心領域の周囲に非関心領域を設定する関心領域入力手段と、
前記各関心領域の空間情報に基づいて、前記各関心領域から出射して前記ホログラムに到達する光の角度と、前記ホログラムに入射する参照光の角度およびその波長とにより、前記各関心領域に対応する空間周波数範囲をそれぞれ算出し、前記各関心領域に対応する各空間周波数範囲に対して、量子化ステップ数として予め定められた1以上の関心領域要素値を対応付け、前記非関心領域に対応する空間周波数範囲に対して量子化ステップ数として予め定められた1以上の非関心領域要素値を対応付け、前記関心領域要素値および前記非関心領域要素値を配列した量子化テーブルを生成する量子化テーブル生成手段と、
前記ホログラムの縞パターンを、予め定められた要素数に分割した各要素ホログラムの縞パターンを生成するホログラム分割手段と、
前記要素ホログラム毎に、前記分割された縞パターンを空間周波数に変換する空間周波数変換手段と、
前記要素ホログラム毎に変換された空間周波数を、前記量子化テーブルの対応する要素である前記関心領域要素値または前記非関心領域要素値に基づいて量子化して量子化空間周波数を生成する量子化手段と、
前記要素ホログラム毎に生成された量子化空間周波数を、前記符号化規則により符号化したホログラムデータを生成する符号化手段と、
前記要素ホログラム毎に生成したホログラムデータを出力するホログラムデータ出力手段と、
を備えることを特徴とするホログラム符号化装置。

【請求項2】
 
前記量子化テーブル生成手段は、
前記量子化ステップ数としての関心領域要素値を、前記量子化ステップ数としての非関心領域要素値よりも小さい値とした量子化テーブルを生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載のホログラム符号化装置。

【請求項3】
 
前記空間周波数変換手段は、
前記要素ホログラムの縞パターンを離散フーリエ変換により空間周波数に変換する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラム符号化装置。

【請求項4】
 
請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のホログラム符号化装置で符号化されたホログラムデータを復号化するホログラム復号化装置であって、
前記要素ホログラム毎に生成したホログラムデータと、前記量子化テーブルとの入力を受け付けるホログラムデータ入力手段と、
前記要素ホログラム毎に、前記ホログラムデータを前記符号化規則に対応した復号化規則により復号化して前記量子化空間周波数を生成する復号化手段と、
前記要素ホログラム毎に生成された量子化空間周波数を、前記量子化テーブルの対応する要素である前記関心領域要素値または前記非関心領域要素値に基づいて逆量子化して空間周波数を算出する逆量子化手段と、
前記要素ホログラム毎に算出された空間周波数を逆変換して、前記要素ホログラムの縞パターンを算出する空間周波数逆変換手段と、
前記要素ホログラム毎に算出された縞パターンを接続して前記ホログラムの縞パターンを生成する要素ホログラム接続手段と、
を備えることを特徴とするホログラム復号化装置。

【請求項5】
 
被写体を縞パターンとして記録したホログラムを所定の符号化規則により符号化するために、コンピュータを、
前記ホログラムに記録された3次元空間において利用者により指定された少なくとも1つの関心領域の空間情報の入力を受け付け、前記各関心領域を設定すると共に、前記各関心領域の周囲に非関心領域を設定する関心領域入力手段、
前記各関心領域の空間情報に基づいて、前記各関心領域から出射して前記ホログラムに到達する光の角度と、前記ホログラムに入射する参照光の角度およびその波長とにより、前記各関心領域に対応する空間周波数範囲をそれぞれ算出し、前記各関心領域に対応する各空間周波数範囲に対して、量子化ステップ数として予め定められた1以上の関心領域要素値を対応付け、前記非関心領域に対応する空間周波数範囲に対して量子化ステップ数として予め定められた1以上の非関心領域要素値を対応付け、前記関心領域要素値および前記非関心領域要素値を配列した量子化テーブルを生成する量子化テーブル生成手段と、
前記ホログラムの縞パターンを、予め定められた要素数に分割した各要素ホログラムの縞パターンを生成するホログラム分割手段、
前記要素ホログラム毎に、前記分割された縞パターンを空間周波数に変換する空間周波数変換手段、
前記要素ホログラム毎に変換された空間周波数を、前記量子化テーブルの対応する要素である前記関心領域要素値または前記非関心領域要素値に基づいて量子化して量子化空間周波数を生成する量子化手段、
前記要素ホログラム毎に生成された量子化空間周波数を、前記符号化規則により符号化したホログラムデータを生成する符号化手段、
前記要素ホログラム毎に生成したホログラムデータを出力するホログラムデータ出力手段、
として機能させるためのホログラム符号化プログラム。

【請求項6】
 
請求項5に記載のホログラム符号化プログラムで符号化されたホログラムデータを復号化するために、コンピュータを、
前記要素ホログラム毎に生成したホログラムデータと、前記量子化テーブルとの入力を受け付けるホログラムデータ入力手段、
前記要素ホログラム毎に、前記ホログラムデータを前記符号化規則に対応した復号化規則により復号化して前記量子化空間周波数を生成する復号化手段、
前記要素ホログラム毎に生成された量子化空間周波数を、前記量子化テーブルの対応する要素である前記関心領域要素値または前記非関心領域要素値に基づいて逆量子化して空間周波数を算出する逆量子化手段、
前記要素ホログラム毎に算出された空間周波数を逆変換して、前記要素ホログラムの縞パターンを算出する空間周波数逆変換手段、
前記要素ホログラム毎に算出された縞パターンを接続して前記ホログラムの縞パターンを生成する要素ホログラム接続手段、
として機能させるためのホログラム復号化プログラム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2009134091thum.jpg
State of application right Registered
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