2019 Fiscal Year Research-status Report
フルカラー動画像表示が可能な計算機合成ホログラムの無線伝送システムの開発
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19K20326
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| Research Institution | Suwa University of Science |
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Principal Investigator |
山口 一弘 公立諏訪東京理科大学, 工学部, 講師 (90649063)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ホログラフィ / CGH / 無線伝送システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3D表示方式の1つである計算機合成ホログラム(CGH: Computer Generated Hologram)では，ホログラフィと同様に自然な立体視を実現可能であり，かつ，高い臨場感を持つため，将来の3D表示技術として注目されている．本研究では，フルカラーCGHの計算(撮影・記録)，無線伝送，表示を組み合わせたシステムを開発し，伝送エラーによる画質劣化の影響のないフルカラーCGH無線伝送システムの開発を目的とする．CGHの無線伝送時に発生する伝送エラーが与える画質劣化の影響をシミュレーションおよび光学再生実験により解明し，フルカラー3次元動画像のストリーミング再生を実現する．
これを実現するために，「1. 伝送エラーによる光波分布の理論的解析を行い，モノクロ再生時，フルカラー再生時における伝送エラーをモデル化し，CGH自身の劣化，劣化したCGHから再生される光波に生じるノイズの光学的特性を明らかにする．」，「2. シミュレーション再生・光学再生による実験を通じて，伝送エラーによって再生像にあらわれるノイズを定量的に評価し，再生像に生じる ノイズの光学的特性を実験的に明らかにする．」，「3. CGH計算・伝送・表示を統合したCGH無線伝送システムの開発を行う. を研究し，CGHの計算から伝送，表示まで，伝送エラーによる画質劣化の影響のないフルカラーCGH無線伝送の実現性を明らかにする．」について実施する．
本年度は，１の理論的解析を重点的に実施した．解析のための計算装置，計算アルゴリズムを開発を行うとともに，２年目以降に実施する光学再生のための表示装置の開発を行った．
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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
本年度（1年目）では，伝送エラーによるノイズの理論的解析を目的に研究を進め，具体的には下記の項目を実施した．
・フルカラーCGHの無線伝送時における伝送エラーによる影響を解析するために，フルカラーCGHの無線伝送をモデル化し，伝送エラーとCGH自身および劣化したCGHから再生される光波との関係性を理論的に明らかにする．・また，理論的に導出した3次元空間中の光波分布と，1年目に開発する計算装置を用いてシミュレーションした伝送後の光波分布を比較評価する．・具体的には，無線伝送時の通信品質や伝送エラー率をパラメータとして，CGH自身および劣化したCGHから再生される光波分布を客観的に評価する．
また，これらの項目を実施するための計算装置・計算アルゴリズムの開発を行い，伝送エラーによる影響の理論的解析を進めた．また，２年目以降に使用する表示装置の開発を行った．計算装置・表示装置では，一部機材のモデルチェンジに伴った製造メーカの供給不足により調達遅れが生じているが，主要な機材は調達済みであること，次年度早期に調達の見込みであることから，当初の予定通り概ね順調に進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り，2年目では，シミュレーションおよび光学再生により画質劣化の実験的解析を行う．1年目で開発したフルカラーCGH計算装置を用いてCGHデータを計算し，同じく1年目に開発したフルカラーCGH表示装置を用いて再生像を表示する．2年目では理想状態の環境下としてフルカラーCGHの無線伝送を行い，シミュレーション再生によるシミュレーション再生像と光学再生による光学再生像を用いて，1年目に実 施した理論的解析時のデータをもとに比較評価を行う.2年目では画質劣化の評価を中心に行い，通信品質と伝送エラー率の観点から客観評価 ・主観評価を行う予定である．
また，１年目に開発した計算装置・表示装置の調達できなかった機材を早期に調達し，２年目の実施項目に影響のでないよう取り組む予定である．
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| Causes of Carryover |
計算装置の開発にあたり，当初調達予定の製品のモデルチェンジ・製造メーカによる供給不足が生じたため，一部の機材について次年度に調達することになった．また，今後の無線伝送に使用する機器もあわせて調達予定であったが，こちらもちょうどモデルチェンジのタイミングであり，この標準化の動向により，一部機材を次年度に調達することにした．
なお，これらの調達遅れは一部の機材のみであり，主要な機材は当初の計画通りに調達・開発を行った．
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