[发明专利]一种全息图压缩方法、编码器和全息再现模块

说明书

本发明涉及全息图压缩方法、编码器和全息再现模块，属全息图像处理和三维显示领域。包括采用模拟生成的离轴数字全息图经过傅里叶变换后得到的频谱图；识别频谱图中除‑1级外的频谱数据，并归零；将无干扰全息图频谱分解为实部和虚部矩阵；利用二维可分离小波变换对实部和虚部一级小波图像分解，分别得到高频和低频分开的4个子系数矩阵，去除高频系数矩阵，保留图像分解后的低频子系数矩阵；对低频子系数矩阵多级小波图像分解，并将分层小波阈值作用于实部和虚部低频子系数矩阵，再将处理后的两个矩阵重新组合成新的全息图频谱从而生成新全息图；利用量化器处理新全息图进行压缩；压缩后的全息图利用Huffman编码或行程编码完成压缩。

技术领域

本发明涉及一种全息图压缩方法、编码器和全息再现模块，属于全息图像处理和全息三维显示技术领域。

背景技术

全息三维显示技术遵从于人体视觉感知功能，能够提供物体连续的全部信息，是一种理想的三维显示技术，被认为是未来最有前景的显示技术，拥有广阔的市场应用空间。近年来，全息三维显示成为三维显示领域的研究热点问题。在全息三维显示以及全息视频应用中，由于三维场景庞大的数据量，对通信带宽和存储提出了极高的要求，因此减少全息图的信息量、降低对通信带宽的要求成为该领域首要的研究工作。由于小波变换具有多分辨率分析的特点，能够将全息图的高频和低频信息分离，方便对其进行信息处理。因此本发明中的全息图压缩方法和编码器的核心是利用二维可分离小波变换、小波分解和阈值。

发明内容

本发明提供了一种全息图压缩方法、编码器和全息再现模块，以用于解决全息图压缩率不足、压缩算法复杂、传输带宽要求高和硬件存储体积大、全息图再现像质量差等问题。

本发明的技术方案是：第一方面，本发明提供一种全息图压缩方法，包括：

模拟生成待处理图片的离轴数字全息图，对离轴数字全息图进行傅里叶变换和频谱中心化，得到全息图对应频谱系数矩阵；

根据所述频谱系数矩阵和模拟生成的离轴数字全息图，确定频谱系数矩阵中负一级频谱系数坐标；

根据滤波方法，将离轴数字全息图频谱系数矩阵中除负一级频谱系数坐标外所有系数全部归零，获得无干扰全息图频谱系数矩阵；

根据所述无干扰全息图频谱系数矩阵，提取系数矩阵中实部和虚部系数矩阵；

根据所述实部和虚部系数矩阵，对其进行对数尺度化，降低系数值的取值范围；

通过二维可分离小波变换，对对数尺度化后的实部和虚部系数矩阵进行一级小波分解，提取实部和虚部低频子系数矩阵；

通过二维可分离小波变换，对实部和虚部低频子系数矩阵进行多级小波分解，得到低频和各层高频分离的子矩阵；

根据所述低频和各层高频分离的子矩阵，使用分层阈值对各层的不同子矩阵进行阈值处理，高于阈值的系数保留，低于阈值的系数归零，通过二维逆小波变换，获得两个新的实部和虚部系数矩阵；

对两个新的实部和虚部系数矩阵进行对数逆尺度化，并把对数逆尺度化后的实部和虚部系数矩阵合并，组合成新的复数形式的全息图频谱，再进行傅里叶逆变换获得新全息图系数矩阵，并只保留该系数矩阵的实部，通过Lloyd-Max量化器对新全息图系数矩阵进行量化，由此得到压缩后的全息图。进行量化时，确定对应的量化等级，得到一组特定像素值，由此得到压缩后的全息图系数矩阵；

所述量化等级，默认量化等级为8，即将全息图系数的取值区间量化为8个子区间，子区间大小不一。可选择的量化等级为4、8、16、32、64；