[發明專利]一種全息圖壓縮方法、編碼器和全息再現模塊

在審

• 申請號: 202210571534.4
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115065817A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 桂進斌;付泰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H04N13/161
• 分類號: H04N13/161;H04N13/30;H04N13/194;H04N19/597;H04N19/124;H04N19/93
• 代理公司: 昆明隆合知識產權代理事務所(普通合伙) 53220
• 代理人: 何嬌

1.一種全息圖壓縮方法，其特征在于，包括：

模擬生成待處理圖片的離軸數字全息圖，對離軸數字全息圖進行傅里葉變換和頻譜中心化，得到全息圖對應頻譜系數矩陣；

根據所述頻譜系數矩陣和模擬生成的離軸數字全息圖，確定頻譜系數矩陣中負一級頻譜系數坐標；

根據濾波方法，將離軸數字全息圖頻譜系數矩陣中除負一級頻譜系數坐標外所有系數全部歸零，獲得無干擾全息圖頻譜系數矩陣；

根據所述無干擾全息圖頻譜系數矩陣，提取系數矩陣中實部和虛部系數矩陣；

根據所述實部和虛部系數矩陣，對其進行對數尺度化，降低系數值的取值范圍；

通過二維可分離小波變換，對對數尺度化后的實部和虛部系數矩陣進行一級小波分解，提取實部和虛部低頻子系數矩陣；

通過二維可分離小波變換，對實部和虛部低頻子系數矩陣進行多級小波分解，得到低頻和各層高頻分離的子矩陣；

根據所述低頻和各層高頻分離的子矩陣，使用分層閾值對各層的不同子矩陣進行閾值處理，高于閾值的系數保留，低于閾值的系數歸零，通過二維逆小波變換，獲得兩個新的實部和虛部系數矩陣；

對兩個新的實部和虛部系數矩陣進行對數逆尺度化，并把對數逆尺度化后的實部和虛部系數矩陣合并，組合成新的復數形式的全息圖頻譜，再進行傅里葉逆變換獲得新全息圖系數矩陣，通過Lloyd-Max量化器對新全息圖系數矩陣進行量化，由此得到壓縮后的全息圖。

2.根據權利要求1所述的全息圖壓縮方法，其特征在于：所述全息圖壓縮不是在空域中對全息圖本身進行處理，而是在頻域中對其實部和虛部進行處理；模擬生成的離軸數字全息圖的算法為T-FFT算法；所述二維可分離小波變換包括小波包分解、mallat算法；所述多級小波分解的分解級數，根據最優小波樹算法確定；組合成新全息圖系數矩陣時，只保留實部數據，去除虛部數據；通過Lloyd-Max量化器對新全息圖系數矩陣進行量化編碼時，得到一組像素值。

3.一種全息圖編碼器，其特征在于，包括：

讀取模塊，用于讀取輸入的模擬生成離軸數字全息圖的待處理圖片；

判斷模塊，用于讀取待處理圖片以像素值形式的二維系數矩陣存在，并且判斷圖片是否為灰度圖或者RGB圖像，如果為RGB圖像則讀取該圖像單色分量的二維系數矩陣；

全息生成模塊，用于根據權利要求1所述的全息圖壓縮方法生成離軸數字全息圖和確定新全息圖；

量化編碼模塊，用于根據所述處理得到的新全息圖以及Lloyd-Max量化器量化后得到的一組像素值，得到量化編碼后得到的壓縮后全息圖；根據所述壓縮后全息圖，選擇使用Huffman編碼或者行程編碼，得到壓縮全息圖碼流。

4.一種全息再現模塊，其特征在于，包括：

碼流讀入模塊，用于根據權利要求1所述的全息圖壓縮方法和權利要求3所述的全息圖編碼器得到的壓縮全息圖碼流進行讀入；

解碼模塊，用于根據讀入的碼流進行Huffman解碼或者行程解碼，獲得壓縮后全息圖；

填充模塊，用于根據壓縮后的全息圖，作為一層小波分解的低頻系數矩陣，并填充高頻系數矩陣，系數值為零，得到小波一層分解塔式系數矩陣，根據所述小波一層分解塔式系數矩陣進行二維小波逆變換，得到新全息圖；

再現生成模塊，用于根據新全息圖，生成全息圖的再現圖像；

顯示模塊，用于根據全息圖的再現圖像，生成再現像碼流，提供給顯示設備。