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コンピュータグラフィクス技術を応用した電子ホログラフィの計算高速化

研究課題

研究課題/領域番号 20K19810
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60090:高性能計算関連
研究機関東京都立大学

研究代表者

西辻 崇  東京都立大学, システムデザイン研究科, 助教 (70826833)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードホログラフィ / 3次元映像 / 電子ホログラフィ / 高速計算 / コンピュータグラフィクス / 画質改善 / 表現性改善
研究開始時の研究の概要

生理的に最も自然な3次元映像を再生可能な電子ホログラフィにおいて,映像再生に必要な計算量の膨大さが早期実用化の重大な障壁となっている.一方,将来的な3次元映像の適用が期待されるカーナビゲーションシステムや遠隔作業指示システム等では,表示する映像は文字,記号,基本図形等で十分であると考えられる.本研究では,表示対象を文字,記号,基本図形等に限定することで,電子ホログラフィの計算量を大幅削減する計算アルゴリズムを開発する.また,コンピュータグラフィクス技術を応用した計算高速化を図る.

研究成果の概要

生理的に最も自然な3次元像を再生可能な電子ホログラフィにおいて,膨大な計算量の処理効率化は重要な実用化課題である.本研究では,線のみで構成される3次元像の再生に特化した電子ホログラフィの高速計算手法を開発し,原理的な手法に比較して最大3000倍以上の計算高速化に成功した.また,この計算手法をベースにしたペン入力インターフェイスを持つ手描きのインタラクティブ3次元像再生システムの開発にも成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果では,文字や基本図形のアウトラインを3次元的に,かつインタラクティブに再生可能であるため,カーナビゲーションシステムや作業支援システム等における拡張現実の表示手法として将来的な実用化が期待できる.従来の研究の多くが写実的な3次元像の再生を目指していたのに対し,表示可能な3次元像を限定することで計算処理を合理化する本研究のアプローチは独自性が高く,得られた高速化効果に鑑みても,今後のホログラフィ分野におけるマイルストンとなりうる研究成果が得られた.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Vrije Universiteit Brussel/IMEC(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Vrije Universiteit Brussel/IMEC(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] GPU-accelerated calculation of computer-generated holograms for line-drawn objects2021

    • 著者名/発表者名
      Nishitsuji Takashi、Blinder David、Kakue Takashi、Shimobaba Tomoyoshi、Schelkens Peter、Ito Tomoyoshi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 29 号: 9 ページ: 12849-12849

    • DOI

      10.1364/oe.421230

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-Time Computation of 3D Wireframes in Computer-Generated Holography2021

    • 著者名/発表者名
      Blinder David、Nishitsuji Takashi、Schelkens Peter
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Image Processing

      巻: 30 ページ: 9418-9428

    • DOI

      10.1109/tip.2021.3125495

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An interactive holographic projection system that uses a hand-drawn interface with a consumer CPU2021

    • 著者名/発表者名
      Nishitsuji Takashi、Kakue Takashi、Blinder David、Shimobaba Tomoyoshi、Ito Tomoyoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 147-147

    • DOI

      10.1038/s41598-020-78902-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fast calculation of computer-generated hologram of line-drawn objects without FFT2020

    • 著者名/発表者名
      Nishitsuji Takashi、Shimobaba Tomoyoshi、Kakue Takashi、Ito Tomoyoshi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 28 号: 11 ページ: 15907-15907

    • DOI

      10.1364/oe.389778

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analytic computation of line-drawn objects in computer generated holography2020

    • 著者名/発表者名
      Blinder David、Nishitsuji Takashi、Kakue Takashi、Shimobaba Tomoyoshi、Ito Tomoyoshi、Schelkens Peter
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 28 号: 21 ページ: 31226-31226

    • DOI

      10.1364/oe.405179

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 意図的な位相誤差の重畳によるホログラフィック3D 線画像の画質改善2022

    • 著者名/発表者名
      椎名野歩也,西辻崇,朝香卓也
    • 学会等名
      日本レーザー学会 第42回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高速ホログラム計算に基づくインタラクティブホログラフィックシステム2022

    • 著者名/発表者名
      西辻崇
    • 学会等名
      日本レーザー学会 第42回年次大会 シンポジウム講演
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 位相誤差拡散によるホログラフィック3D線画像の太線化2021

    • 著者名/発表者名
      林明日未,西辻崇,朝香卓也
    • 学会等名
      Optics and Photonics Japan 2021 (OPJ2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 電子ホログラフィ方式の線画3D 表示におけるGPU 実装方式2021

    • 著者名/発表者名
      西辻崇,David Blinder, 角江崇,下馬場朋禄,伊藤智義
    • 学会等名
      第83回 情報処理学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] RGB-Dカメラを用いた電子ホログラフィによる追従可能な 3 次元映像投影システムの提案2021

    • 著者名/発表者名
      林明日未,西辻崇,朝香卓也
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 深度情報を用いた電子ホログラフィによる追従可能な 3 次元映像投影システムの提案2021

    • 著者名/発表者名
      林明日未,西辻崇,朝香卓也
    • 学会等名
      第15回関東学生研究論文講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アプリケーションや通信を考慮した電子ホログラフィの高速計算技術2020

    • 著者名/発表者名
      西辻崇
    • 学会等名
      2020年度7月 電子情報通信学会 コミュニケーションクオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 西辻崇個人ページ(研究紹介ページ)

    • URL

      https://sites.google.com/view/nishitsuji/research?authuser=0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 西辻崇研究紹介ページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/nishitsuji/research?authuser=0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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