发明名称 以电脑产生全像影像之计算的装置及方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.08.11
申请号 TW094145745 申请日期 2005.12.21
申请人 喜瑞尔工业公司 发明人 夏威尔德特勒艾尔密
分类号 G03H1/08 主分类号 G03H1/08
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中山区中山北路3段27号13楼
主权项 一种以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中,用来定义一个三维景象中的物体的物件资料分解成一些虚拟剖面层(L1…LM),每一个剖面层都定义一个二维物件资料集(OSm),使它可以根据某些或所有二维物件资料集(OS1…OSM)计算出一个视讯全像影像资料集(HS);包括下列步骤:(a)在第一次转换(TR1)中,虚拟剖面层的每一个二维物件资料集(OSn)会转化成一个二维波场分布,而这个波场分布会根据距离视讯全像影像层(HL)一个有限距离(DM)处的一个参考层(RL)中的虚拟观察者视窗(OW)来进行计算;(b)针对虚拟观察者视窗(OW)所计算出来的二维波场分布(DS1…DSM),会加上针对各剖面层(L1…LM)的所有二维物件资料集所计算出来的二维波场分布,来定义一个集成观察者视窗资料集(RS);(c)在第二次转换中(TR2),集成观察者视窗资料集(RS)会从参考层转变为视讯全像影像层(HL),来产生电脑产生视讯全像影像的视讯全像影像资料集(HS)。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中视讯全像影像资料集(HS)的资料会针对视讯全像影像中相等间隔的各个点指定,而这些点会被组织为一个矩阵。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中剖面层(L1…LM)、全像影像层(HL)、参考层(RL)、及虚拟观察者视窗(OW)均为平面。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中视讯全像影像层(HL)、各剖面层、及虚拟观察者视窗均互相平行。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中观察者只少有一个眼睛位于虚拟观察者视窗附近,使观看者可以透过虚拟观察者视窗(OW)看见重建完成的景象。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,在其中有两个或多个虚拟观察者视窗(OW)。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中物件资料(R1、G1、B1、Z1…RP、BP、BP、zP)会被指定给物件资料集(OS1…OSM),所有物件资料集都包括有和集成观察者视窗资料集(RS)及全像影像资料集(HS)相同数目(N)和矩阵结构的值,而所有资料集(OS1…OSM、RS、HS)的值的数目和结构都根据用来进行视讯全像影像编码的像素数导出。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中二维物件资料集(OS1…OSM)及集成观察者视窗资料集(RS)有与视讯全像影像资料集(Hs)相同的矩阵结构。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中参考层中的虚拟观察者视窗(OW)设定为小于或等于参考层中的周期性间隔的大小且完全位于一个周期性间隔中。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,在其中参考层与全像影像的傅立叶平面一致。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中每一个物件资料集(OSm)都以取决于与参考层(RL)的距离(Dm)的对应剖面层(Lm)的面积为根据。如申请专利范围第11项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中每个剖面层的面积由与虚构面(A1、A2)(衔接虚拟观察者视窗(OW)的边缘及视讯全像影像的边缘)之间的交集决定。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中剖面层(Lm)被设定为与虚拟参考层(RL)保持一个距离(D1…Dm)使整个重建的景象(3D-S)或其中的一部分出现在全像影像层(HL)的前方及/或后方。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中第一次转换是一个福瑞奈转换动作,这个动作包括下列次级步骤:(a)将一个原始剖面层(Lm)的每个物件点的振幅值Amn乘以一个描述球面波(F1mn)的第一相位因数,这个因数的指数取决于原始剖面层(Lm)中的方格座标(xm、ym)以及原始剖面层(Lm)与一个参考层(RL)之间的距离(Dm),(b)将针对原始剖面层(Lm)的每个物件点(Am1…AmN)所计算出来的乘积在一个第一高速傅立叶转换(FFT)的帮助下从原始剖面层(Lm)转换为参考层(RL),(c)将计算出来的改变(@sIMGCHAR!d10009.TIF@eIMG!…@sIMGCHAR!d10010.TIF@eIMG!)乘以一个描述球面波(F2mn)的第二相位因数,这个因数的指数取决于参考层(RL)的方格座标(x、y)以及与原始剖面层(Lm)之间的距离(Dm)。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中第二次转换也是一个福瑞奈转换动作,这个动作包括下列次级步骤:(a)将参考资料集(RS)的每个复数振幅值(@sIMGCHAR!d10011.TIF@eIMG!)乘以一个描述球面波(F3n)的第三相位因数,这个因数的指数取决于参考层(RL)中的方格座标(x0、y0)以及参考层(RL)与全像影像层(HL)之间的距离(Dm);(b)将复数振幅值(@sIMGCHAR!d10012.TIF@eIMG!…@sIMGCHAR!d10013.TIF@eIMG!)计算出来的乘积在一个第二高速傅立叶转换(FFT)的帮助下从参考层(RL)转换为全像影像层(HL);(c)将计算出来的转换(H’1…H’N)乘以一个描述球面波(F4n)的第四相位因数,这个因数的指数取决于全像影像层(HL)中的方格座标(x、y)以及全像影像层(HL)与参考层(RL)之间的距离(DH),以便获得想要的全像影像资料集(HS)的全像影像值(H1…HN)用来进行编码。如申请专利范围第15项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中一个或两个描述球面波(F1mn、F2mn)的相位因数可以设定为一个常数值。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,其中第一次及/或第二次转换是一个傅立叶转换。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,在其中包括下列次级步骤用来透过反覆程序修正电脑产生视讯全像影像的各个点的值:(a)将从一个原始三维景象所导出的观察者视窗资料集(RS)定义为第一次转换的一个目标函数;(b)将目标函数的原始复数振幅值(@sIMGCHAR!d10019.TIF@eIMG!…@sIMGCHAR!d10020.TIF@eIMG!)回推转换为全像影像层(HL)来取得全像影像资料集(HS)的矩阵点值(H1…HN);(c)针对一个调制器矩阵(LM)导出全像影像资料集(HS)的参数(Paramn);(d)将导出的参数(Paramn)转换为参考层(RL)来获得复数更新振幅值(@sIMGCHAR!d10021.TIF@eIMG!…@sIMGCHAR!d10014.TIF@eIMG!)在虚拟观察者视窗(OW)中的分布;(e)形成一个复数更新振幅值(@sIMGCHAR!d10015.TIF@eIMG!…@sIMGCHAR!d10016.TIF@eIMG!)与目标函数原始值(@sIMGCHAR!d10017.TIF@eIMG!…@sIMGCHAR!d10018.TIF@eIMG!)的分布差(△);(f)将这个差(△)回推转换为全像影像层(HL)中的点值差分布(△H1…△HN);(g)从视讯全像影像资料集(HS)减去这个分布(△H)并更新全像影像资料集;(h)重复上述步骤(c)到(g);(i)在达到近似值精确度时结束反覆程序。如申请专利范围第1项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,在其中所有物件资料集的深度资讯都相同。如申请专利范围第19项所述之以电脑产生视讯全像影像的计算方法,在其中一个负责产生全像影像的装置可以根据输入及/或使用者所选择的模式从一个三维模式切换为一个二维模式。一种以数位切片器的手段来计算电脑产生视讯全像影像的数位讯号处理装置,它可以将定义一个三维景象中的物体的物件资料指定给一些虚拟剖面层(L1…LM),每一个剖面层会定义一个独立的物件资料集(OSn),以便可以根据某些或全部物件资料集针对一个视讯全像影像计算出一个视讯全像影像资料集(HS),包括:(a)第一次转换手段(TR1),用来针对位于有限距离(DM)处的一个参考层(RL)中的一个虚拟观察者视窗,根据每个物件资料集(OSm)计算出一个个别的二维波场分布,以及用来缓冲记忆转换后的物件资料集的缓冲记忆手段;(b)加法手段(AD),用来加上所有剖面层转换过的物件资料来产生一个表示集成观察者视窗资料集(RS)的波场;及(c)第二次转换手段(TR2),用来将观察者视窗资料集(RS)转换为一个位于一个有限距离处且平行于参考层(RL)的全像影像层(HL),来针对集成视讯全像影像产生全像影像资料集(HS)。如申请专利范围第21项所述之计算电脑产生视讯全像影像的数位讯号处理装置,其中包括至少一个独立作业的转换手段(TR1、TR2)用来执行转换,这个装置包括:(a)第一次乘法手段(M1),用来将一个原始物件资料集(OSm)的值的振幅值(Amn/@sIMGCHAR!d10022.TIF@eIMG!)乘以一个描述球面波(F1mn/F3n)的第一相位因数,这个因数的指数取决于个别原始剖面层(Lmor RL)中的方格座标(xm、ym)以及与一个目标影像层(RL或HL)之间的距离(Dm);(b)高速傅立叶转换手段(FFT),用来将第一次乘法手段(M1)的乘积从它们的原始剖面层(Lm/RL)转换为目标影像层(RL/HL);及(c)第二次乘法手段(M2),用来将这个转换乘以另一个描述球面波(F2mn/F4n)的相位因数,这个因数的指数取决于目标影像层中的方格座标以及目标影像层与原始剖面层之间的距离。如申请专利范围第22项所述之计算电脑产生视讯全像影像的数位讯号处理装置,在这里执行高速傅立叶转换,所有资料集都有一个相同数目(N)的分散矩阵点值,这个数目(N)是2的n次方。如申请专利范围第21项所述之计算电脑产生视讯全像影像的数位讯号处理装置,包括一个多通道数位讯号处理器(DSP)用来独立且同步执行经常重复出现的计算常式。如申请专利范围第21项所述之计算电脑产生视讯全像影像的数位讯号处理装置,包括大量独立作业的副处理器,其中包括同步执行的转换常式(TR1、TR2),及一个可以根据三维物件的内容将计算所需的转换动态指定给可用的转换常式以便可以同步执行至少有一定数量的转换的资源管理器。如申请专利范围第21项所述之计算电脑产生视讯全像影像的数位讯号处理装置,它是一个多通道处理器,用来针对两个眼睛同步计算出全像影像资料集(HSL、HSR)。如申请专利范围第21项所述之计算电脑产生视讯全像影像的数位讯号处理装置,包括物件资料集管制手段,用来将全像影像计算中的相关物件资料集(OSm)的内容与不同的原始物件资料进行比对,以便可以只在两个讯号处理器通路中的一个通路执行一次类似的转换并在另一个通路中共同使用相同的转换。如申请专利范围第21项所述之计算电脑产生视讯全像影像的数位讯号处理装置,其中一个或所有描述球面波(F1mn/F3n、F2mn/F4n)的相位因数可以设定为一个常数值。如申请专利范围第21项所述之计算电脑产生视讯全像影像的数位讯号处理装置,可以根据输入及/或使用者的模式选择从一个三维模式切换为一个二维模式。
地址 德国