【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种全息显示，具体是一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法及系统。
技术介绍
1、为了在虚拟世界中获得更逼真的视觉感知，人们对显示设备提出了更高的要求。与其他3d显示设备相比，计算全息技术可以利用平面的空间光调制器动态的对光场调制，在开发3d显示设备方面有显著的优势。因此，基于计算全息技术的显示设备很有可能成为下一代的ar和vr平台。
2、由于人眼对清晰图像的敏感度较高，对自然模糊图像的敏感度较低，因此人眼对于深度的感知主要是由模糊驱动的。但是目前空间光调制器受限于像素尺寸、像素数量和空间带宽积，难以模拟自然光在物体表面的漫反射形成的自然模糊效果。另一方面，全息显示系统中设备的固有缺陷往往使得全息显示的实际效果远不如仿真的效果。其中由于像素填充系数低等原因造成空间光调制器的低衍射效率和设备中灰尘等杂质造成光学元件表面的衍射干扰一直是目前全息显示设备的基本问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法及系统，本专利技术通过在全息显示系统中添加高通滤波器的方式，滤除了光场中的直流信号和低频信号，实现增强深度线索和抗干扰的效果。
2、基于以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，包括以下步骤：
4、步骤一：根据实际需求设定时间复用全息图的帧数，随机初始化全息图；
5、步骤二：对带滤波器的光场传播过程进行数字建模，利用
6、步骤三：以减小损失值为目标，利用随机梯度下降算法更新全息图，不断优化全息图，当优化的次数满足设定的次数，或重建图像的质量达到要求后，停止优化；
7、步骤四：将优化好的全息图加载到空间光调制器上，从而获得全息图的再现像。
8、进一步，所述步骤二中，对带滤波器的光场传播过程进行数字建模，是指通过在傅立叶频域添加二进制掩模的方式，滤除复振幅光场的高频和低频区域的信号。
9、优选的，所述步骤二中，衍射算法是指角谱法，或其他可微分的衍射算法。
10、再优选的，所述步骤二中，时间复用方法是指利用人眼视觉暂留现象，在视觉暂留时间内以相同的时间间隔显示多帧图像，使得人眼最终观察到的图像是所有帧图像的平均。
11、更优选的，所述步骤二中，损失函数是指均方误差损失函数。
12、一种增强深度线索和抗干扰的全息显示系统，所述的增强深度线索和抗干扰的全息显示系统通过时间复用、空间滤波和优化计算实现目标物体的全息成像，所述的增强深度线索和抗干扰的全息显示系统包括光源、空间光调制模块、空间滤波模块、成像模块和用于用做控制激光器和空间光调制器之间的同步同时控制相机传感器捕获图像并存储信息的计算机，所述光源包括激光器、准直透镜和偏振片，所述的激光器用于产生相干光场，所述的准直透镜用于将激光器产生的相干光场准直为平行光出射，所述偏振片用于将平行光被调制为线偏光；所述空间光调制模块包括空间光调制器和分束镜，所述的空间光调制器用于加载全息图并调制相干光场；所述空间滤波模块包括第一透镜组和空间光滤波器；所述成像模块包括第二透镜组的相机传感器；
13、其中，激光器产生的激光首先通过准直透镜和偏振片形成平行的线偏光束；然后光束通过分束镜被反射进入空间光调制器表面，进行调制；调制后的光束从空间光调制器表面出射，透过分束镜进入第一透镜组，聚焦在空间光滤波器平面，并被空间光滤波器遮挡中心低频信号和高频信号；光束从空间光滤波器出射后被第二透镜组重建为平行光场，并最后在相机传感器上成像。
14、进一步，所述的空间光调制器为高刷新率的空间光调制器。
15、再进一步，所述的分束镜用于反射激光器的出射光，使其以合适的角度入射空间光调制器表面。
16、更进一步，所述的空间光滤波器为传统的低通滤波器和高通滤波器的结合，低通滤波器用于滤除高级衍射光，高通滤波器用于滤除光场中的低频信号和直流分量。
17、本专利技术的有益效果为：系统结构简单，性能稳定，通过空间滤波模块滤波消除了光场中的直流分量和低频噪声，同时可以在提供高质量全息图像的情况下，增强图像的深度线索。
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1.一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述步骤二中，对带滤波器的光场传播过程进行数字建模，是指通过在傅立叶频域添加二进制掩模的方式，滤除复振幅光场的高频和低频区域的信号。
3.如权利要求1或2所述的一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述步骤二中，衍射算法是指角谱法，或其他可微分的衍射算法。
4.如权利要求1或2所述的一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述步骤二中，时间复用方法是指利用人眼视觉暂留现象，在视觉暂留时间内以相同的时间间隔显示多帧图像，使得人眼最终观察到的图像是所有帧图像的平均。
5.如权利要求1或2所述的一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述步骤二中，损失函数是指均方误差损失函数。
6.一种实现如权利要求1所述的增强深度线索和抗干扰的全息显示方法的系统，其特征在于，所述系统通过时间复用、空间滤波和优化计算实现目标物体的全息成像，所述系统包括光
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的空间光调制器为高刷新率的空间光调制器。
8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述的分束镜用于反射激光器的出射光，使其以合适的角度入射空间光调制器表面。
9.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述的空间光滤波器为传统的低通滤波器和高通滤波器的结合，低通滤波器用于滤除高级衍射光，高通滤波器用于滤除光场中的低频信号和直流分量。
...【技术特征摘要】
1.一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述步骤二中，对带滤波器的光场传播过程进行数字建模，是指通过在傅立叶频域添加二进制掩模的方式，滤除复振幅光场的高频和低频区域的信号。
3.如权利要求1或2所述的一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述步骤二中，衍射算法是指角谱法，或其他可微分的衍射算法。
4.如权利要求1或2所述的一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述步骤二中，时间复用方法是指利用人眼视觉暂留现象，在视觉暂留时间内以相同的时间间隔显示多帧图像，使得人眼最终观察到的图像是所有帧图像的平均。
5.如权利要求1或2所述的一种增强深度线索和抗干扰的全息显示方法，其特征在于，所述步骤二中，损失函数是指均方误差损失函数。
6.一种实现如权利要求1所述的增强深度线索和抗干扰的全息显示方法的系统，其特征在于，所述系统通过时间复用、空间滤...
【专利技术属性】
技术研发人员：乐孜纯，沈晨航，郑宇杭，谢怡霏，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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