Fast holographic projection using a coded aperture
| Project/Area Number |
22K17908
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
遠藤 優 金沢大学, 機械工学系, 助教 (50803293)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | ホログラフィ / プロジェクション / 最適化 / コンピュテーショナルイメージング |
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| Outline of Research at the Start |
ホログラフィックプロジェクションは任意の3次元光強度・位相分布を形成できる技術である．ディスプレイ・イメージング分野を中心にその活用が進んでおり，応用範囲のさらなる拡大と機能性向上のため，プロジェクションの高速化が求められている．本研究では，ホログラフィックプロジェクションの高速化を目指し，高速表示デバイスの活用と，開口設計およびホログラム最適化技術による再生像の画質改善に取り組む．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、高速なホログラフィックプロジェクションに必要な技術開発に取り組んでいる。具体的には、高速表示デバイスの活用と、開口設計およびホログラム最適化技術による再生像の画質改善に取り組む。本年度は主に、DMD (digital micromirror device) を用いたプロジェクションシステムの画質評価と、機械学習に基づくホログラム最適化アルゴリズムの開発を行った。
DMDを用いたプロジェクションシステムにおける画質評価では、不要光除去のために必要な開口を複数検討し、各開口を用いて得られた再生像の画質を評価した。同時に、DMDの高速性を活かして時間多重化による画質改善法を導入した。これは異なるランダム位相を付加したホログラムを時分割多重で再生することで、観測される平均強度像のノイズを低減させる手法である。複数の異なるランダム位相分布を検討し、本システムにおける画質改善効果を検証した。またDMDに表示するバイナリホログラムを最適化するアルゴリズムを開発した。ホログラムの最適化はその再生像画質向上のために重要であるが、従来の反復最適化アルゴリズムは長い計算時間を要していた。開発したアルゴリズムでは、従来の反復最適化アルゴリズムを展開してニューラルネットワークを構成し、少ない反復回数で良好な画質が得られるように学習を行う。シミュレーションでの検証により、開発したアルゴリズムの有効性を検証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高速ホログラフィックプロジェクションシステムの評価と、ホログラム最適化アルゴリズムの開発は順調に進んでいる。本年度はプロジェクションシステムの画質評価を中心的に実施し、開口構造と多重化による画質改善効果を検証することができた。またこのシステムで使うホログラム最適化アルゴリズムも新たに開発し、シミュレーションで有効性を検証できた。光学実験はまだ実施できていないが、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、開発したホログラム最適化アルゴリズムをプロジェクションシステムに導入し、実システムにおける有効性を検証する。また高速ホログラフィックプロジェクションを使ったアプリケーションの開発にも着手する。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
