[发明专利]全息显示装置以及利用3D视频的冗余生成全息图的方法

说明书

技术领域

本发明涉及全息显示装置以及利用3D视频的冗余生成全息图的方法，更具体地，涉及用于考虑3D视频的冗余生成计算机制全息图（CGH）的全息显示装置以及利用3D视频的冗余生成全息图的方法。

背景技术

总体上，计算机制全息图（CGH）可以分为归因于射线追踪法的计算方法、利用查找表（LUT）的计算方法、应用快速傅里叶变换的方法等。并且，CGH还可以分为具有宽视角的总全息图的方法以及具有有限视角的子全息图的方法。查找表还可以用于计算子全息图，由此显著增强计算速度。

在根据现有技术生成总全息图时，存在M.Lucente的论文“interactive computationof holograms using a look-up table”（1993）中的使用被称为CM2的并行处理机（其利用查找表算法实现速度提升）的计算速度快26倍的增强结果，并且存在Seung-CheolKim的论文“effective generation of digital holograms of three-dimensional objects using anovel look-up table method”（2008）中的使用Matlab编程语言在普通PC中可操作的系统中实现的计算速度快大约70倍的另一增强结果。

甚至在今天，在使用诸如图形处理单元（GPU）的快速并行计算解决方案来计算CGH的情况下，在全球已经进行了针对利用查找表实时实现CGH计算能力的研究。

对于使用子全息图法的CGH生成，基本上使用的LUT的量变得显著小于总全息图。在总全息图的情况下，假设总全息图具有1920*1080的分辨率并且子全息图针对2米内的观看者形成观看窗口，如果位于距离全息图1米处的物点具有与观看窗口的尺寸对应的分辨率的LUT，则其能够呈现一个相同的物点。

按照6至12mm的尺寸（其略大于普通人的眼睛瞳孔的尺寸）构造观看窗口。如果通过像素单元进行转换，当像素尺寸为156μm时，可以将LUT构造为具有大约76*76的分辨率。相比总全息图，子全息图对观看者能够观看事物的眼睛范围设置了限制。然而，在使用LUT的情况下，子全息图的优点在于将LUT构造为尺寸显著小于常规总全息图中使用的LUT的尺寸。利用此，便于构造基于子全息图的实时全息图显示系统。SeeReal公司2007年在SID发起的VISIO20prototype能够以有限硬件能力（GPU:NVIDIA7900GTX）展示实时全息图。

自然地，如果以高规格设计硬件，则可以在不使用显示查找表的情况下生成实时全息图。然而，针对能够利用低硬件规格的构造生成实时全息图的解决方案，使用查找表可以非常有效。

发明内容

因此，本发明的实施方式致力于一种全息显示装置和利用3D视频的冗余生成全息图的方法，其基本避免了由于现有技术的限制和缺点导致的一个或更多个问题。

本发明的一个目的在于提供一种全息显示装置和利用3D视频的冗余生成全息图的方法，该方法能够防止在利用3D视频的冗余生成全息图的情况下出现幻影图像效应。

本发明的附加优点、目的和特征将部分地在下文中进行描述，并且部分地由本领域普通技术人员通过阅读下文而显而易见或者可从本发明的实践中得知。通过本发明的说明书、权利要求和附图特别指出的结构，可实现和获得本发明的目的和其它优点。

为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如本文具体实施和广义描述的，根据本发明的利用3D视频的冗余生成全息图的方法可以包括以下步骤：基于当前3D图像帧和前一3D图像帧生成指示所述当前3D图像帧中包含的3D点当中的需要更新的3D点的更新图；修改所述更新图以进一步包含指示与所述需要更新的3D点相关的3D点的更新的信息；以及基于修改的更新图生成所述当前3D图像帧的全息图。

优选地，相关的3D点包括由于所述需要更新的3D点而导致幻影图像的3D点。

优选地，相关的3D点包括被所述需要更新的3D点遮挡的3D点。

优选地，相关的3D点位于距所述需要更新的3D点在规定距离内。

优选地，相关的3D点位于距所述需要更新的3D点的位置在规定像素距离内。

优选地，生成全息图包括以下步骤：利用所生成的更新图检查所述需要更新的3D点的百分比是否超过预设百分比；如果所述需要更新的3D点的百分比不超过所述预设百分比，则基于所述修改的更新图修改所述前一3D图像帧的全息图；以及输出修改的全息图，作为所述当前3D图像帧的全息图。