Сжатие 3D голографической информации аналогично передаче информации на одной боковой полосе

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Шойдин С.А., Пазоев А.Л. Сжатие 3D голографической информации аналогично передаче информации на одной боковой полосе // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 3. С. 79–88. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-03-79-88

Shoidin S.A., Pazoev A.L. Compressing 3D holographic information similar to data transmission via a single sideband [In Russia] // Opticheskii Zhurnal. 2022. V. 89. № 3. P. 79–88. http://doi.org/ 10.17586/1023-5086-2022-89-03-79-88

Ссылка на англоязычную версию:

S. A. Shoidin and A. L. Pazoev, "Compressing 3D holographic information similar to data transmission via a single sideband," Journal of Optical Technology. 89(3), 176-182 (2022). https://doi.org/10.1364/JOT.89.000176

Аннотация:

Предмет исследования. Исследование возможности передачи голографической информации в реальном времени по обычным радиоканалам путем ее сжатия за счет устранения несущей и использования одной боковой полосы. Основные результаты. Показано, что согласно патенту РФ № 2707582, информация о 3D объекте может быть зафиксирована в виде двух 2D кадров, один из которых представляет собой текстуру поверхности объекта, а второй — карту глубин его поверхности. Из двух основных способов создания такой карты глубин — методом ToF (Time-of-Flight) и методом структурированного света, ввиду ряда преимуществ выбран последний. Он использован для макетирования процесса регистрации 3D портрета живого человека в реальном времени. Практическая значимость. Приведены результаты численного эксперимента, показывающего возможность передачи 3D голографических изображений по обычным каналам связи для решения задач телевидения и дополненной реальности без применения специальных очков и других носимых наблюдателем устройств на основе предложенного метода разделения несущей пространственной частоты и частот, содержащих информацию об объекте голографирования.

Ключевые слова:

голография, цифровая голография, интерференция, голографические интерференционные полосы, 3D фотография, однополосная модуляция, 3D телевидение, 3D дополненная реальность

Коды OCIS: 090.1760

Список источников:

1. Денисюк Ю.Н. Об отображении оптических свойств объекта в волновом поле рассеянного им излучения // Доклады АН СССР. 1962. Т. 144. № 6. С. 1275–1278.
2. van Heerden P.J. A new optical method of storing and retrieving information // Appl. Opt. 1963. V. 2. № 4. P. 387–392. https://doi.org/10.1364/AO.2.000387
3. Hill B. Some aspects of a large capacity holographic memory // Appl. Opt. 1972. V. 11. № 1. P. 182–196. https://doi.org/10.1364/AO.11.000182
4. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. 713 с.
5. Гибин И.С., Мантуш Т.Н., Hестерихин Ю.Е., Панков Б.Н., Пен Е.Ф., Твердохлеб П.Е. Программируемое голограммное ЗУ с записью и считыванием информации // Автометрия. 1975. № 3. С. 3–11.
6. Соскин С.И., Шойдин С.А., Левин В.И. Голографическое запоминающее устройство // А.с. № 701350. 1979. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР за № 2468584 от 01.04.1977.

7. Соскин С.И., Шойдин С.А. Расчет оптической схемы голографического запоминающего устройства // Опт. спектр. 1978. Т. 44. № 3. С. 566–573.
8. Шойдин С.А. Исследование влияния аберраций оптической системы на плотность записи информации в ГЗУ // Дис. на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук, на правах рукописи. Л.: ГОИ им. С.И. Вавилова, 1982. 192 с.
9. Выдрин Л.В., Вьюхина Н.Н., Гибин И.С., Затолокин В.Н., Кибирев С.Ф., Мантуш Т.Н., Нестерихин Ю.Е., Панков Б.Н., Пен Е.Ф., Твердохлеб П.Е., Тищенко Ю.Н., Трубецкой А.В. Экспериментальная оптико-электронная (голографическая) система памяти // Автометрия. 1980. № 2. С. 60–67.

10. Соскин С.И., Шойдин С.А. Исследование голографического запоминающего устройства в режиме записи одиночных голограмм // ОМП. 1980. № 11. С. 3–8.
11. Шойдин С.А., Шкунов В.В., Сандер Е.А. Экспериментальное наблюдение пространственного резонанса спекл-поля с неоднородностями показателя преломления // ЖЭТФ. 1985. Вып. 1. С. 116–119.
12. Шойдин С.А. Определение информационной емкости матриц голограмм в объемной среде // в сб. Трудов IV всесоюз. конф. по голографии / Ереван: ВНИИРИ, 1982. С. 149–153.
13. Shoydin S.A. Holographic memory without reference beam // Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2016. V. 25. № 4. P. 262–267. https://doi.org/10.3103/S1060992X16040056
14. Betin A.Yu., Bobrinev V.I., Verenikina N.M., Donchenko S.S., Evtikhiev N.N., Zlokazov E.Yu., Odinokov S.B., Starikov S.N., Starikov R.S. Projection multiplex recording of computer-synthesized one-dimensional Fourier holograms for holographic memory systems: Mathematical and experimental modelling // Quantum Electronics. 2015. V. 45. № 8. P. 771–775. https://doi.org/10.1070/QE2015v045n08ABEH015567
15. Odinokov S.B., Zlokazov E.Yu., Donchenko S.S., Verenikina N.M. Optical memory system based on incoherent recorder and coherent reader of multiplexed computer generated one-dimensional Fourier transform holograms // Japanese J. Appl. Phys. 2017. V. 56. № 9S. P. 09NA02. https://doi.org/10.7567/jjap.56.09na02
16. Pierce J.R. Symbols, signals and noise: The nature and process of communication. London: Hutchinson, 1962. 334 p.
17. Титарь В.П., Богданова Т.В. Проблемы создания голографической телевизионной системы // Радиоэлектроника и информатика. 1999. № 2. С. 38–42.
18. Денисюк Ю.Н. Достаточны ли известные фундаментальные принципы голографии для создания новых типов объемного кинематографа и искусственного интеллекта? // ЖТФ. 1991. Т. 61. № 8. С. 149–161.
19. Шойдин С.А. Способ дистанционного формирования голографической записи // Патент России № 2707582. Опубл. 28.11.2019.
20. Leith E.N., Upatnieks J. Reconstructed wavefronts and communication theory // JOSA. 1962. V. 52. P. 1123–1130. https://doi.org/10.1364/JOSA.52.001123
21. Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая голография: монография / пер. с англ. под ред. Островского Ю.И. М.: Мир, 1973. С. 257–258.
22. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Советское радио, 1977. 608 с.
23. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: ЛЕНАНД, 2016. 528 с.
24. Рапопорт Б.И. Возможности передачи голографического изображения малокадровой телевизионной системой // Техника кино и телевидения. 1971. № 9. С. 42.
25. Geng J. Structured-light 3D surface imaging: A tutorial // Adv. Opt. Photon. 2011. № 3. Iss. 2. P. 128–160. https://doi.org/10.1364/AOP.3.000128
26. Котельников В.А. О пропускной способности эфира и проволоки в электросвязи // Всесоюзный энергетический комитет. Материалы к I Всесоюзному съезду по вопросам технической реконструкции дела связи и развития слаботочной промышленности. 1933. Репринт статьи в журнале УФН. 2006. Т. 176. № 7. С. 762–770.
27. Nyquist H. Certain topics in telegraph transmission theory // Trans. AIEE. 1928. V. 47. № 2. P. 617–644.
28. Пазоев А.Л., Шойдин С.А. Передача голографической информации на одной боковой полосе // Сб. матер. Национальной конф. с международным участием «СибОптика-2021». СЕКЦИЯ 2: Оптическое и оптико-электронное приборостроение. 23–24 сентября 2021. Новосибирск: СГУГиТ, 2021. Т. 8. С. 109–117. https://doi.org/10.33764/2618-981X-2021-8-109-117