[發(fā)明專利]一種全息圖壓縮方法、編碼器和全息再現(xiàn)模塊

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210571534.4
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115065817A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)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(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 53220
• 代理人: 何嬌

本發(fā)明涉及全息圖壓縮方法、編碼器和全息再現(xiàn)模塊，屬全息圖像處理和三維顯示領域。包括采用模擬生成的離軸數(shù)字全息圖經(jīng)過傅里葉變換后得到的頻譜圖；識別頻譜圖中除?1級外的頻譜數(shù)據(jù)，并歸零；將無干擾全息圖頻譜分解為實部和虛部矩陣；利用二維可分離小波變換對實部和虛部一級小波圖像分解，分別得到高頻和低頻分開的4個子系數(shù)矩陣，去除高頻系數(shù)矩陣，保留圖像分解后的低頻子系數(shù)矩陣；對低頻子系數(shù)矩陣多級小波圖像分解，并將分層小波閾值作用于實部和虛部低頻子系數(shù)矩陣，再將處理后的兩個矩陣重新組合成新的全息圖頻譜從而生成新全息圖；利用量化器處理新全息圖進行壓縮；壓縮后的全息圖利用Huffman編碼或行程編碼完成壓縮。

技術領域

本發(fā)明涉及一種全息圖壓縮方法、編碼器和全息再現(xiàn)模塊，屬于全息圖像處理和全息三維顯示技術領域。

背景技術

全息三維顯示技術遵從于人體視覺感知功能，能夠提供物體連續(xù)的全部信息，是一種理想的三維顯示技術，被認為是未來最有前景的顯示技術，擁有廣闊的市場應用空間。近年來，全息三維顯示成為三維顯示領域的研究熱點問題。在全息三維顯示以及全息視頻應用中，由于三維場景龐大的數(shù)據(jù)量，對通信帶寬和存儲提出了極高的要求，因此減少全息圖的信息量、降低對通信帶寬的要求成為該領域首要的研究工作。由于小波變換具有多分辨率分析的特點，能夠將全息圖的高頻和低頻信息分離，方便對其進行信息處理。因此本發(fā)明中的全息圖壓縮方法和編碼器的核心是利用二維可分離小波變換、小波分解和閾值。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種全息圖壓縮方法、編碼器和全息再現(xiàn)模塊，以用于解決全息圖壓縮率不足、壓縮算法復雜、傳輸帶寬要求高和硬件存儲體積大、全息圖再現(xiàn)像質量差等問題。

本發(fā)明的技術方案是：第一方面，本發(fā)明提供一種全息圖壓縮方法，包括：

模擬生成待處理圖片的離軸數(shù)字全息圖，對離軸數(shù)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(shù)矩陣；

根據(jù)所述頻譜系數(shù)矩陣和模擬生成的離軸數(shù)字全息圖，確定頻譜系數(shù)矩陣中負一級頻譜系數(shù)坐標；

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

根據(jù)所述無干擾全息圖頻譜系數(shù)矩陣，提取系數(shù)矩陣中實部和虛部系數(shù)矩陣；

根據(jù)所述實部和虛部系數(shù)矩陣，對其進行對數(shù)尺度化，降低系數(shù)值的取值范圍；

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

通過二維可分離小波變換，對實部和虛部低頻子系數(shù)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(jù)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(shù)保留，低于閾值的系數(shù)歸零，通過二維逆小波變換，獲得兩個新的實部和虛部系數(shù)矩陣；

對兩個新的實部和虛部系數(shù)矩陣進行對數(shù)逆尺度化，并把對數(shù)逆尺度化后的實部和虛部系數(shù)矩陣合并，組合成新的復數(shù)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(shù)矩陣，并只保留該系數(shù)矩陣的實部，通過Lloyd-Max量化器對新全息圖系數(shù)矩陣進行量化，由此得到壓縮后的全息圖。進行量化時，確定對應的量化等級，得到一組特定像素值，由此得到壓縮后的全息圖系數(shù)矩陣；

所述量化等級，默認量化等級為8，即將全息圖系數(shù)的取值區(qū)間量化為8個子區(qū)間，子區(qū)間大小不一。可選擇的量化等級為4、8、16、32、64；