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2015 年度 実績報告書

3次元ディスプレイに向けた任意曲面物体からのホログラム生成アルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25330125
研究機関千葉大学

研究代表者

下馬場 朋禄  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20360563)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードホログラフィ / 3次元ディスプレイ / 回折計算 / アルゴリズム / 計算機合成ホログラム
研究実績の概要

ホログラフィによる3次元ディスプレイは光波面を忠実に再現できるため究極の方式として期待されている.この実用化には複雑な曲面を有する3次元物体からの光伝搬を計算し,ホログラムを高速に生成する必要がある.本研究ではポリゴンで近似することなく任意曲面から高速にホログラム計算ができる手法を開発し3次元像をリアルタイム再生することを目的としている.

前年度に申請者が開発を進めている点光源モデルでの高速化手法(波面記録法)を任意曲面生成向けに改良した.本年度は波面記録法の考えを拡張し,ホログラム計算でよく使われる角スペクトル法を任意曲面向けに拡張を行った.この方法は,最生像の高周波数成分がカットされてしまう問題があるが,計算量を抑えつつ任意曲面の計算が行える角スペクトル法の第一歩になる.この問題点は引き続き検証を行っていく.

前年度には3次元のカラーシーンからホログラムを計算する際に,RGB空間ではなくYCbCr空間上での計算手法を開発した.この手法により,RGB空間でのホログラム計算よりも最大で3倍の高速化を達成できたが,ランダム位相を使用していたため画質が劣化する問題があった.本年度は,ランダム位相を用いずにきれいな最生像が得られる手法の開発を行った.この手法をさらにYCbCr空間上での計算手法に適用することで,画質を劣化させずに計算を高速化できることを示した.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 10件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Optical encryption for large-sized images2016

    • 著者名/発表者名
      Takuho Sanpei, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Yutaka Endo, Ryuji Hirayama, Daisuke Hiyama, Satoki Hasegawa, Yuki Nagahama, Marie Sano, Minoru Oikawa, Takashige Sugie, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 361 ページ: 138-142

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Holographic multi-projection using random phase-free method2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nagahama, Tomoyoshi Shimobaba, Tetsuya Kawashima, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 55 ページ: 1118-1123

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Random phase-free computer-generated hologram2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 23 ページ: 9549-9554

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fast calculation of computer-gernerated hologram using run-length encoding based recurrence relation2015

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

      Optics Express

      巻: 23 ページ: 9852-9857

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Random phase-free kinoform for large objects2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Yutaka Endo, Ryuji Hirayama, Daisuke Hiyama, Satoki Hasegawa, Yuki Nagahama, Marie Sano, Minoru Oikawa, Takashige Sugie, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 23 ページ: 17269-17274

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aerial projection of three-dimensional motion-picture by electro-holography and parabolic mirrors2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kakue, Tetsuya Kawashima, Keisuke Suzuki, Tomoyoshi Shimobaba and Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Scientific Report

      巻: 5 ページ: 11750

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvement of the image quality of random phase-free holography using an iterative method2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Yutaka Endo, Ryuji Hirayama, Daisuke Hiyama, Satoki Hasegawa, Yuki Nagahama, Marie Sano, Minoru Oikawa, Takashige Sugie, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 355 ページ: 596-601

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Computer-generated hologram for real scenes using a portable plenoptic camera2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Endo, Koki Wakunami, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Daisuke Arai, Yasuyuki Ichihashi, Kenji Yamamoto, and Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 356 ページ: 468-471

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simple and fast cosine approximation method for computer-generated hologram calculation2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nishitsuji, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Daisuke Arai, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 23 ページ: 32465-32470

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Real-time time-division color electroholography using a single GPU and a USB module for synchronizing reference light2015

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Araki, Naoki Takada, Hiroaki Niwase, Shohei Ikawa, Masato Fujiwara, Hirotaka Nakayama, Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 54 ページ: 10029-10034

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Review of fast algorithms and hardware implementations on computer holography2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi kakue, Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Informatics

      巻: 99 ページ: 99

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Gradation Expression of Time-Division Color Electroholography using LCD Panels2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Fujiwara, Naoki Takada, Hiromitsu Araki, Hiroaki Niwase, Yuki Maeda, Shohei Ikawa, Hirotaka Nakayama, Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      IDW15
    • 発表場所
      Otsu JAPAN
    • 年月日
      2015-12-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Image Quality Improvement of Electroholography by Using Spatiotemporal Division Method2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Maeda, Naoki Takada, Hiroaki Niwase, Hiromitsu Araki, Masato Fujiwara, Shohei Ikawa, Hirotaka Nakayama, Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      IDW15
    • 発表場所
      Otsu JAPAN
    • 年月日
      2015-12-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-Time Electroholography Using Multi-GPU Cluster System with a Single Spatial Light Modulator and Infiniband Network2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takada, Hiroaki Niwase, Hiromitsu Araki, Yuki Maeda, Masato Fujiwara, Hirotaka Nakayama, Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      IDW15
    • 発表場所
      Otsu JAPAN
    • 年月日
      2015-12-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Lensless holographic projection and its related work2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Yuki Nagahama, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      IDW15
    • 発表場所
      Otsu JAPAN
    • 年月日
      2015-12-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Acceleration of Hologram Generation by Optimizing Arrangement of Wavefront Recording Planes2015

    • 著者名/発表者名
      Naotaka Hasegawa, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      ACM SIGGRAPH VRCAI2015
    • 発表場所
      Kobe Japan
    • 年月日
      2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the Emulator to Verify the Accuracy of Special-Purpose Computer for Holographic Projector2015

    • 著者名/発表者名
      Naotaka Hasegawa, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue and Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      3D systems and Applications (3DSA2015)
    • 発表場所
      Taiwan
    • 年月日
      2015-08-01 – 2015-08-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Integral Photographic Camera with Different Angles of View in Horizontal and Vertical Directions for Quality Improvement of Holographic Images2015

    • 著者名/発表者名
      Yoji Shibuya, Tomoki Hayashi, Tomohiro Suzuki, Yasuyuki Ichihashi, Ryutaro Oi, Kenji Yamamoto, Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      3D systems and Applications (3DSA2015)
    • 発表場所
      Taiwan
    • 年月日
      2015-08-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time and low speckle holographic projection2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Industrial Informatics INDIN' 15 (Special Session on Digital Holography for Industrial Applications)
    • 発表場所
      Cambridge, UK
    • 年月日
      2015-07-22 – 2015-07-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Real-time spatiotemporal division multiplexing electroholography utilizing movie features2015

    • 著者名/発表者名
      N. Takada, H. Niwase, H. Araki, M. Fujiwara, Y. Maeda, H. Nakayama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 学会等名
      Proceedings of the 2015 Collaborative Conference on 3D & Materials Research (CC3DMR)
    • 発表場所
      Busan, South Korea
    • 年月日
      2015-06-15 – 2015-06-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Aerial projection of three-dimensional images reconstructed from computer-generated image holograms2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kakue, Takashi Nishitsuji, Tetsuya Kawashima, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      The 14th Workshop on Information Optics (WIO2015)
    • 発表場所
      Kyoto Garden Palace
    • 年月日
      2015-06-01 – 2015-06-01
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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