球面波初相位系数的确定方法技术

本申请提供一种球面波初相位系数的确定方法

【技术实现步骤摘要】
球面波初相位系数的确定方法、全息图生成方法及设备


[0001]本申请涉及计算全息
，更具体地，涉及一种球面波初相位系数的确定方法
、
基于球面波的全息图生成方法
、
电子设备及可读存储介质
。

技术介绍

[0002]现阶段，大部分
AR/VR
显示设备中采用基于双目视差的“伪
3D”显示技术，长时间佩戴这种显示设备会使用户产生诸如模糊
、
眩晕等视觉疲劳现象，严重时甚至可能对人的视觉系统造成不可逆转的伤害
。
为了解决上述问题，能够真实再现具有深度信息的
3D
场景的计算全息技术，成为了近年来的研究热点
。
[0003]计算全息技术通过全息图生成算法，例如，
Gerchberg—Saxton
算法
(GS
算法
)
，将三维图像
(RGBD
图像
)
信息编码到仅包含相位信息的相位型全息图或仅包含振幅信息的振幅型全息图中
。
相比于振幅型全息图，相位型全息图凭借极高的衍射效率成为了现阶段最为常用的全息图类型
。
接着，将相位型全息图加载于空间光调制器
(spatial light modulator
，
SLM)
上，通过特定的光学系统即可在指定的空间中生成三维图像
(
即，再现像
)。
如何抑制再现像中的散斑与高频伪影，提高再现像观感是目前研究的热点
。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种可至少部分解决相关技术中存在的上述问题的球面波初相位系数的确定方法
、
全息图生成方法及设备
。
[0005]本申请一方面提供一种球面波初相位系数的确定方法，包括：设定球面波的初相位系数的循环计算规则；按照所设定的循环计算规则对球面波的初相位系数进行循环计算；其中，在每一次计算过程中包括：基于本次计算过程中的初相位系数形成样本图像的全息图；获取全息图的再现像以及再现像的频谱；确定频谱中的主峰位置；以及在循环计算终止后，将主峰位置与中心频谱之间的距离最大时对应的计算过程中的初相位系数作为球面波的初相位系数
。
[0006]在一些实施方式中，基于本次计算过程中的初相位系数形成样本图像的全息图包括：基于本次计算过程中的初相位系数形成本次计算过程中球面波的初相位；为样本图像附加所形成的初相位构建样本图像的物平面光场分布；以及根据所构建出的物平面光场分布计算出样本图像的全息图
。
[0007]在一些实施方式中，根据所构建出的物平面光场分布计算出样本图像的全息图包括：根据所构建出的物平面光场分布，采用
GS
算法计算出样本图像的相位型全息图
。
[0008]在一些实施方式中，获取全息图的再现像包括：获取光学成像系统拍摄全息图形成的图像
。
[0009]在一些实施方式中，确定频谱中的主峰位置之后，在每一次计算过程中还包括：确定频谱的主峰位置与中心频谱之间的距离；以及建立距离与本次计算过程中的初相位系数之间的对应关系
。
[0010]在一些实施方式中，将主峰位置与中心频谱之间的距离最大时对应的计算过程中的初相位系数作为球面波的初相位系数包括：根据所建立的对应关系，确定出主峰位置与中心频谱的距离最大时对应的计算过程中的初相位系数；以及将所确定出的初相位系数作为球面波的初相位系数
。
[0011]在一些实施方式中，样本图像的灰度值为
255。
[0012]在一些实施方式中，设定球面波的初相位系数的循环计算规则包括：以等差数列的形式设定球面波的初相位系数在循环过程中的的计算公式；以及设定最大循环计算次数作为循环计算终止的判断条件
。
[0013]一种基于球面波的全息图生成方法，包括：采用如如上所述的球面波初相位系数的确定方法确定出球面波的初相位系数；根据所确定出的初相位系数形成球面波的初相位；为输入图像附加球面波的初相位构建输入图像的物平面光场分布；以及根据所构建出的物平面光场分布计算出输入图像的全息图
。
[0014]一种基于球面波的全息图生成系统，包括：
[0015]初相位系数确定模块，用于采用如上所述的球面波初相位系数的确定方法确定出球面波的初相位系数；初相位形成模块，用于根据所确定出的初相位系数形成所述球面波的初相位；物平面光场分布构建模块，用于为输入图像附加所述球面波的初相位构建所述输入图像的物平面光场分布；以及全息图生成模块，用于根据所构建出的物平面光场分布生成所述输入图像的全息图
。
[0016]一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，与处理器通讯连接，其中，存储器存储有可被处理器执行的程序，当程序被处理器执行时，处理器能够执行根据如上所述的球面波初相位系数的确定方法或者根据如上所述的基于球面波的全息图生成方法
。
[0017]一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现根据如上所述的球面波初相位系数的确定方法或者根据如上所述的基于球面波的全息图生成方法
。
[0018]本申请至少一个实施方式提供的球面波初相位系数的确定方法，通过将基于样本图像的全息图的再现像频谱中的主峰位置与中心频谱的距离最大时对应的计算过程中的初相位系数作为球面波的初相位系数，使得所确定的球面波初相位系数为考虑了全息图再现像的散斑尺寸与周期特性后的数值，从而使得为输入图像附加采用该初相位系数的球面波初相位计算全息图时，可抑制输入图像的全息图的再现像中的散斑与高频伪影噪声现象，提高再现像的观感
。
附图说明
[0019]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本申请的其它特征
、
目的和优点将会变得更明显
。
其中：
[0020]图
1A
是根据相关技术为输入图像附加随机初相位时，所得全息图的再现像的示意图；
[0021]图
1B
是图
1A
中虚线框内的局部示意图；
[0022]图
2A
是根据相关技术为输入图像附加传统球面波初相位时，所得全息图的再现像的示意图；
[0023]图
2B
是图
2A
中虚线框内的局部示意图；
[0024]图
3A
是根据本申请示例性实施方式提供的球面波初相位系数的确定方法的流程示意图；
[0025]图
3B
是根据本申请示例性实施方式提供的基于球面波的全息图生成方法的流程示意图；
[0026]图
4A
是根据本申请实施方式的步骤
S120
的流程示意图
[0027]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种球面波初相位系数的确定方法，其特征在于，包括：设定球面波的初相位系数的循环计算规则；按照所设定的循环计算规则对球面波的初相位系数进行循环计算；其中，在每一次计算过程中包括：基于本次计算过程中的初相位系数形成样本图像的全息图；获取所述全息图的再现像以及所述再现像的频谱；确定所述频谱中的主峰位置；以及在所述循环计算终止后，将所述主峰位置与中心频谱之间的距离最大时对应的计算过程中的初相位系数作为所述球面波的初相位系数
。2.
根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，基于本次计算过程中的初相位系数形成样本图像的全息图包括：基于本次计算过程中的初相位系数形成本次计算过程中球面波的初相位；为所述样本图像附加所形成的初相位构建所述样本图像的物平面光场分布；以及根据所构建出的物平面光场分布形成所述样本图像的全息图
。3.
根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，根据所构建出的物平面光场分布形成所述样本图像的全息图包括：根据所构建出的物平面光场分布，采用
GS
算法计算出所述样本图像的相位型全息图
。4.
根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，获取所述全息图的再现像包括：获取光学成像系统拍摄所述全息图形成的图像
。5.
根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，确定所述频谱中的主峰位置之后，在每一次计算过程中还包括：确定所述频谱的主峰位置与所述中心频谱之间的距离；以及建立所述距离与本次计算过程中的初相位系数之间的对应关系
。6.
根据权利要求5所述的确定方法，其特征在于，将所述主峰位置与中心频谱之间的距离最大时对应的计算过程中的初相位系数作为所述球面...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈元恺，陈涨敏，陈聪，田文军，
申请(专利权)人：舜宇光学浙江研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：