DOI QR코드

DOI QR Code

3차원 동영상의 시ㆍ공간적 정보 중복성을 이용한 효과적인 3차원 비디오 홀로그램의 생성

Efficient Generation of 3-D Video Holograms Using Temporal-Spatial Redundancy of 3-D Moving Images

  • 김동욱 (광운대학교 전자공학과 홀로 디지로그 휴먼 미디어 연구센터) ;
  • 구정식 (광운대학교 전자공학과 홀로 디지로그 휴먼 미디어 연구센터) ;
  • 김승철 (광운대학교 전자공학과 홀로 디지로그 휴먼 미디어 연구센터) ;
  • 김은수 (광운대학교 전자공학과 홀로 디지로그 휴먼 미디어 연구센터)
  • 투고 : 2012.09.24
  • 심사 : 2012.10.14
  • 발행 : 2012.10.30

초록

본 논문에서는 3차원 동영상의 시 공간적 정보 중복성 (TSR: temporal-spatial redundancy)과 노블 룩업테이블(N-LUT: novel look-up table)를 이용한 효과적인 3차원 동영상 홀로그램 생성기법인 TSR-N-LUT을 제시하였다. 제안된 기법에서는 먼저, DPCM (differential pulse code modulation) 알고리즘을 이용하여 3차원 동영상 프레임간의 시간적 중복 데이터를 제거한 다음, 잔여 영상에 대해서도 각 프레임별로 영상라인 간 중복 데이터를 제거하게 된다. 따라서, 시 공간적인 중복 데이터가 제거된 물체영상에 N-LUT 기법을 적용함으로써 효과적으로 3차원 비디오 홀로그램을 합성하게 된다. 실험결과 제안된 TSR-N-LUT 기법은 기존 방법에 비해 평균적으로 홀로그램 계산을 위한 물체 포인트 수가 23.72% 감소함과 동시에 홀로그램 생성속도 역시 19.55% 개선됨을 보임으로써 제안된 기법의 실제 응용 가능성을 제시하였다.

In this paper, a new method to efficiently generate the 3-D(three-dimensional) video holograms for 3-D moving scenes, which is called here the TSR-N-LUT method, is proposed by the combined use of temporal-spatial redundancy(TSR) of 3-D video images and novel look-up table(N-LUT) technique. That is, in the proposed scheme, with the differential pulse code modulation (DPCM) algorithm, temporally redundancy redundant data in the inter-frame of a 3-D video images are removed between the frames, and then inter-line redundant data in the inter-frame of 3-D video images are also removed by using the DPCM method between the lines. Experimental results show that the proposed method could reduced the number of calculated object points and the calculation time of one object point by 23.72% and 19.55%, respectively on the average compared to the conventional method. Good experimental results with 3-D test moving pictures finally confirmed the feasibility of the proposed method to the fast generation of CGH patterns of the 3-D video images.

키워드

참고문헌

  1. E.-S. Kim, S.-H. Lee(Translated by), Basic of 3-D video(3차원 영상의 기초), Kidari, 1998.
  2. A. W. Lohmann and D. P. Paris, "Binary fraunhofer holograms generated by computer," Appl. Opt., vol. 6, pp. 1739-1748, 1967. https://doi.org/10.1364/AO.6.001739
  3. M. Paturzo, P. Memmolo, A. Finizio, R. Näsänen, T. J. Naughton and P. Ferraro, "Holographic display of synthetic 3D dynamic scene", 3D Research, 1, pp. 31-35, Jun.2010.
  4. P. W. M. Tsang, J. P. Liu, K. W. K. Cheung and T. -C. Poon, "Modern methods for fast generation of digital holograms", 3D research, 1, pp. 11-18, May.2010.
  5. C. J. Kuo and M. H. Tsai, Three-Dimensional Holographic Imaging, John Wiley & Sons, 2002.
  6. M. Lucente, "Interactive computation of holograms using a look-up table," J. Electron. Imag., vol. 2, pp. 28-34, 1993. https://doi.org/10.1117/12.133376
  7. S.-C. Kim, E.-S. Kim , "Fast Generation and Reconstruction of Digital Holograms Using a Novel Look-up Table", The Korean Institute of Communications and Information Sciences (KICS), vol. 33, no. 3, pp. 255-261, Mar.2008
  8. S.-C. Kim, K.-D Na and E.-S. Kim, "Accelerated computation of computer-generated holograms of a 3-D object with $N{\times}N$-point principle fringe patterns in the novel look-up table method", Opt. Lasers Eng., (게제예정).
  9. S.-C. Kim and E.-S. Kim, "Fast computation of hologram patterns of a 3-D object using run-length encoding and novel look-up table methods", Appl. Opt., vol. 48, no. 6, pp. 1030-1041, Feb.2009. https://doi.org/10.1364/AO.48.001030
  10. S.-C. Kim, E.-S. Kim, "Fast Generation of 3-D Video Holograms using a Look-up Table and Temporal Redundancy of 3-D Video Image", The Korean Institute of Communications and Information Sciences (KICS), vol. 34, no. 10, pp. 1076-1085, Oct.2009.
  11. S.-C. Kim, W.-Y. Choe and E.-S. Kim, "Accelerated computation of hologram patterns by use of interline redundancy of 3-D object images", Opt. Eng., vol. 50, no. 9, pp. 091305, Apr.2011. https://doi.org/10.1117/1.3596178
  12. S.-C. Kim, J.-M. Kim and E.-S. Kim, "Effective memory reduction of the novel look-up table with one-dimensional sub-principle fringe patterns in computergenerated holograms.", Opt. Express, vol. 20, no. 11, pp. 12021-12034, May.2012. https://doi.org/10.1364/OE.20.012021