2022 Fiscal Year Research-status Report

Fast holographic projection using a coded aperture

Research Project

Project/Area Number	22K17908
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	遠藤優金沢大学, 機械工学系, 助教 (50803293)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	ホログラフィ / プロジェクション / 最適化
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、DMD (digital micromirror device) を用いたプロジェクション光学系の開発と、機械学習を用いた開口設計アルゴリズムの開発を行なった。 DMDはホログラムを高速表示できるデバイスであり、これを用いて高速なホログラフィックプロジェクションシステムを構築した。DMDを用いてホログラムを再生する場合、不要光によって再生像の画質が劣化する問題があり、適切な最適化や量子化によってこの問題を防ぐことが重要となる。そこで、構築したプロジェクションシステムにいくつかの最適化・量子化手法を導入し、再生像の画質評価を行なった。また本研究課題では、ホログラフィックプロジェクションに符号化開口を導入し、不要光を取り除くことで、画質向上を図る。この符号化開口の設計に必要なアルゴリズムの基礎検討を行なった。機械学習を用いた符号化パターン設計アルゴリズムを開発し、画像データセットを用いて原理実証を行なった。また開発したプロジェクションシステムとアルゴリズムの一部を計測技術（単一画素ホログラフィックイメージング）へと応用した。良好な実験結果が得られており、開発したシステム及びアルゴリズムの有効性を確認できた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究課題の実施に必要な、高速プロジェクションシステムの構築と、符号化開口の設計アルゴリズムの開発は順調に進んでいる。DMDを用いたプロジェクション光学系を構築し、再生像画質の性能評価を行うことができた。また機械学習を用いた符号化開口設計アルゴリズムの原理実証も行うことができた。成果の一部は学会と論文で発表しており、研究はおおむね順調に進展している。
Strategy for Future Research Activity	今後は、開発したプロジェクションシステムに符号化開口を導入し、実際のシステムで符号化開口の有効性を検証する。またホログラム最適化手法の開発に取り組み、高速かつ高画質な像再生を実現する。
Causes of Carryover	研究計画時と比べて配分額が少なく、さらに円安が影響して機器の価格が高くなったため、予定していた機器を購入できず、次年度使用額が生じた。次年度以降では、予算使用計画を見直し、比較的高価な物品の購入を取りやめ、より安価な物品や成果発表などに予算を使用する予定である。