A exibição holográfica em 3D tem sido um ponto de pesquisa de pesquisa nos últimos anos, e suas propriedades de conflito sem vergência e fadiga visible levaram os pesquisadores a desenvolver um forte interesse de pesquisa. No entanto, a maioria dos relatórios sobre tela 3D holográfica é centrada nas cenas 3D virtuais. Além disso, a tela 3D holográfica depende da iluminação da luz coerente, que inevitavelmente introduz o ruído de manchas no processo de reconstrução. Atualmente, a geração em tempo actual e a reconstrução de alta fidelidade do holograma de uma cena 3D actual ainda são difíceis de alcançar.
Neste trabalho, é proposta uma câmera holográfica para aquisição em tempo actual e geração de holograma em tempo actual da cena 3D actual. A Figura 1 mostra o conceito da câmera holográfica. No remaining da aquisição, uma câmera líquida baseada na lente líquida da membrana elástica é projetada, que pode levar um zoom rápido dentro de 15 ms acionado por um motor de bobina de voz. No remaining do cálculo, é proposto um método de geração de holograma em tempo actual com base na rede de pilha de foco (FS-NET). Para resolver o problema de que o desfoque da imagem reconstruída holográfica não corresponde ao desfoque da cena 3D actual, um método de compensação de aberração baseado na fase de Zernike é usado na rede FS. O tempo para a rede FS calcular o holograma é de apenas 13 ms depois que a pilha de foco capturada pela câmera líquida é alimentada na rede FS. Com a câmera holográfica proposta, a relação sinal / ruído da imagem reconstruída holográfica pode atingir 40 dB, e o tempo da captura de cena até a exibição holográfica é de apenas 28 ms.
Figura 1Conceito da câmera holográfica proposta.
A Figura 2 mostra a estrutura e a função da lente líquida da membrana elástica, que é o dispositivo principal da câmera holográfica. A lente líquida da membrana elástica consiste em uma concha, dois pedaços de janela Vidro, uma placa de prensa, uma cavidade líquida, um ímã, uma bobina, uma membrana elástica, líquido enchido e vários orifícios de ventilação. Para tornar a velocidade de resposta da lente líquida da membrana elástica com rapidez suficiente, usamos um materials líquido cheio de alto índice de refração e um conjunto especial de controle de membrana elástica para reduzir o tempo de resposta do zoom da lente líquida da membrana elástica para 15 ms. Quando diferentes correntes de direção são aplicadas, a forma do rosto da lente líquida elástica da membrana muda sob o efeito da força de ampere, que por sua vez tem a função de focar e desfocar.
FIgure 2 Estrutura e função da lente líquida elástica da membrana.
A Figura 3 mostra o fluxo de treinamento e geração de hologramas com base na rede FS. Tomamos a pilha de foco da cena 3D actual como a entrada da FS-Web e depois apresentamos o renderizador de pilha de foco e os polinômios zernike aprendidos no processo de treinamento do holograma. Em primeiro lugar, processamos a imagem e o mapa de profundidade do All-in focus da cena 3D actual na pilha de foco usando o renderizador de pilha de foco. Em seguida, a distribuição complexa de amplitude da pilha de foco é emitida usando o FS-Web não treinado. Em seguida, a distribuição complexa de amplitude é propagida em volta usando um modelo de difração física para obter as imagens reconstruídas holográficas em camadas. Posteriormente, várias máscaras binárias são calculadas com base no número de camadas e no mapa de profundidade, e os produtos internos das máscaras binárias com a pilha de foco e as imagens reconstruídas holográficas em camadas são calculadas, respectivamente, que por sua vez produzem o foco de destino e desfocagem imagens e as imagens de foco e desfocagem reconstruídas. Finalmente, a função de perda entre as imagens de foco de destino e desfocagem e as imagens de foco e desfocagem reconstruídas são calculadas e os parâmetros nos polinômios zernike aprendidos e na rede FS são otimizados. As etapas acima são repetidas e o treinamento da rede FS para quando a rede itera para um número fixo de rodadas. Entramos a pilha de foco capturada pela câmera líquida na rede FS treinada para obter a distribuição complexa de amplitude da pilha de foco. Após compensar a distribuição complexa da amplitude usando a fase Zernike, um holograma de alta fidelidade da pilha de foco pode ser obtido usando o método de codificação de fase dupla.
Figure 3Fluxo de treinamento e geração de hologramas com base no FS-Web.
Em geral, rompemos os gargalos da atual exibição holográfica em 3D, a saber, a dificuldade de capturar a cena 3D actual, a baixa qualidade das imagens reconstruídas holográficas e o desfoque incorreto do Defocus. A câmera holográfica que desenvolvemos é fácil de operar. Acreditamos que a câmera holográfica em tempo actual pode promover ainda mais o desenvolvimento da tecnologia holográfica e fornecer novas idéias de pesquisa para exibição 3D, medição 3D e outros campos.
