《高清實時計算全息三維顯示的數據壓縮編碼技術》是依託清華大學，由顧華榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高清實時計算全息三維顯示的數據壓縮編碼技術
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：顧華榮
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對高清實時計算全息三維顯示中數據量大的特點，分析人眼視覺系統解析度與全息圖信息量之間的關係，基於三維物體的簡化和全息圖的壓縮，研究高清實時三維物體的數據壓縮編碼方法，設計低複雜度、高效並行的數據壓縮編碼算法，套用於計算全息三維顯示系統，實現物體空間為1280×720×100，刷新率為25幀每秒的單色計算全息三維顯示。本項目的實施可以有效地降低計算全息三維顯示的數據量，提高計算全息圖的生成速度，從而使高清實時的計算全息三維顯示變為可能，促進計算全息三維顯示技術的實用化，滿足我國對大尺度真三維顯示的關鍵技術和套用系統的需求。
結題摘要
全息顯示能夠重建三維場景的全部光場，提供人眼感知的所有深度信息，被認為是未來最有前途的三維顯示技術。本項目針對高清實時計算全息三維顯示中數據量大的特點，研究了減少描述三維物體所需數據量的方法，消除全息圖冗餘度、壓縮全息圖數據量的方法，優選了連續多幀全息圖壓縮編碼方案，編寫了全息圖快速計算程式，構建了計算全息三維顯示演示系統。經過三年的研究，已經全面實現了預期目標，在編碼方法、算法和實現上開展了系統性的研究工作，取得了重要的研究成果。主要研究成果歸納為以下四個方面： 1. 三維物體數值描述。根據人眼視覺系統有限的解析度，使用非均勻採樣和稀疏採樣減少了描述三維物體所需的數據量並提高了全息圖的生成速度。 2. 全息圖數據壓縮。研究了水平視差全息圖，採用空間採樣和頻率採樣壓縮了計算全息圖；發現全息圖中存在分形結構，提出使用分形壓縮算法作為幀內預測編碼；優選了計算全息三維視頻的編碼方式和編碼參數。 3. 快速並行計算。編寫了基於CUDA平台的全息圖快速計算程式，將相位恢復算法在GPU上實現；在相同的硬體上分別利用CPU和GPU實現相同的算法，驗證了GPU在全息圖快速計算中的優越性。 4. 三維場景光學重建。提出了一種用於生成具有準確深度感的全視差計算全息圖的算法，採用角譜分層法生成三維場景的計算全息圖，利用純相位型空間光調製器演示了高清實時三維場景的光學重建。
