Signal processing based solutions for holographic displays that use binary spatial light modulators
İkili uzamsal ışık modülatörleri kullanan holografik ekranlar için sinyal işleme tabanlı çözümler
- Tez No: 297746
- Danışmanlar: PROF. DR. HALDUN MEMDUH ÖZAKTAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Holografi, yeterli kalitedeki üç boyutlu video gösterimi için ümit verici biryöntemdir. Holografik video gösterimi için uzamsal ışık modülatörleri (SLM)kullanılır. Genellikle pikselleri geniş bir aralıktaki pek çok ayrık değeri alabilenSLMler tercih edilmektedir. Ancak mevcut bu tür çok seviyeli SLMlerin önemlisorunları vardır. Pikselleri ikili değer alan SLMler kullanarak, bu sorunlarınbir kısmından kaçınılabilir. Ancak bunun için, uygun sinyal işleme tekniklerininkullanılması gerekir. İlk çözümde, büyük olması gerekmeyen uzaklıklarda belirtilmişışık alanlarını sentezleyen karmaşık değerli gri SLM örüntüleri, ikiliSLM örüntüleri içine kodlanmaktadır. Bu kodlama sırasında, birbirinden ayrıiki reel değerli yarım tonlama problemi çözülmüştür. Işık alanı, SLMin merkezikırınım bölgesinin yeterince küçük bir alt bölgesinde sentezlenmektedir. Busayede, yarım tonlama hatası kabul edilebilir düzeyde kalmaktadır. Işık alanlarısentezlenirken, doğrudan uzaya yayılım yeterli olmakta ve başka bir optikdüzeneğe gerek duyulmamaktadır. Bu bağlamda, sıradan reel değerli gri resimleriçin kullanılagelen yarım tonlama teknikleri, karmaşık değerli hologramlariçin de kullanılmak üzere genişletilmektedir. Simülasyon sonuçları, bir düzlemüzerinde ya da bir hacim içerisinde verilen ışık alanlarının, bizim yaklaşımımızile başarıyla sentezlenebildiğini göstermektedir. İkinci çözümde, fiilen, karmaşıkdeğerler üretebilen yeni bir SLM oluşturulmaktadır. Bu kombine SLM, bir diziikili değerler alan SLMin uygun ağırlıklı toplamı oluşturularak elde edilmektedir.Buradaki ağırlıklar karmaşık değerli de olabilmektedir. Bu yöntem,sıradan görüntüler için iyi bilinen bit düzlemi ayrıştırımı ve gösterimleri kavramlarınıngenelleştirilmiş biçimidir ve seviye sayısı ile piksel sayısı arasındaki birödünleşimi içerir. Elde edilen karmaşık değerlerin karmaşık düzlemdeki yayılımı,literatürdeki yöntemlerle elde edilenlere göre çok daha iyidir. Tasarım, istenilenherhangi bir optik dalga boyu için de kolayca uyarlanabilir. Sonuç olarak,gürbüz yapılı ikili SLMlerin holografik gösterim sistemlerinde kullanılabileceğigösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Holography is a promising method to realize satisfactory quality threedimensional(3D) video displays. Spatial light modulators (SLM) are used inholographic video displays. Usually SLMs with higher dynamic ranges are preferred.But currently existing multilevel SLMs have important drawbacks. Someof the associated problems can be avoided by using binary SLMs, if their lowdynamic range is compensated for by using appropriate signal processing techniques.In the first solution, the complex-valued gray level SLM patterns thatsynthesize light fields specified in the non-far-field range are halftoned into binarySLM patterns by solving two decoupled real-valued constrained halftoningproblems. As the synthesis region, a sufficiently small sub-region of the centraldiffraction order region of the SLM is chosen such that the halftoning error isacceptable. The light fields are synthesized merely after free space propagationfrom the SLM plane and no other complicated optical setups are needed. In thisrespect, the theory of halftoning for ordinary real-valued gray scale images is extendedto complex-valued holograms. Simulation results indicate that light fieldsthat are given either on a plane or within a volume can be successfully synthesizedby our approach. In the second solution, a new full complex-valued combinedSLM is effectively created by forming a properly weighted superposition of anumber of binary SLMs where the superposition weights can be complex-valued.The method is a generalization of the well known concepts of bit plane decompositionand representation for ordinary images and actually involves a trade-offbetween dynamic range and pixel count. The coverage of the complex plane bythe complex values that can be generated is much more satisfactory than that isachieved by those methods available in the literature. The design is also easy tocustomize for any operation wavelength. As a result, we show that binary SLMs,with their robust nature, can be used for holographic video display designs.
Benzer Tezler
- Fast high quality speckle-free phase computer generated holographic image projection
Hızlı kaliteli beneklenme yapmayan bilgisyarda yaratılan faz hologramlı görüntü projeksiyonu
DENİZ MENGÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Signal Processing Algorithms for MIMO-NOMA Based 6G Networks
MIMO-NOMA temelli 6G ağları için sinyal işleme algoritmaları
YUNUS DURSUN
Doktora
İngilizce
2023
Mühendislik BilimleriUnıversıty Of Manchester Instıtute Of Scıence And Technology (umıst)Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZHİGUO DİNG
- Analysis of signal processing algorithms for detection of human vital signs using uwb radar
Hayati bulguların geniş bantlı radar sistemleri ile tespitinde kullanılan sinyal işleme algoritmalarının analizi
CANSU EREN
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
PROF. DR. SAEİD KARAMZADEH
- OFDM-based received waveform design and processing techniques to detect and classify radar targets for next generation integrated sensing and communication systems
Gelecek nesil bütünleşik algılama ve haberleşme sistemleri için radar hedeflerinin tespit ve sınıflandırmasına yönelik OFDM tabanlı dalgabiçimi tasarımı ve sinyal işleme teknikleri
SEYFETTİN MUHİBBULLAH ULUOCAK
Doktora
İngilizce
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Novel fractional order calculus-based audio processing methods and their applications on neural networks for classification and synthesis problems
Kesirli mertebeden kalkülüs temelli yeni ses işleme yöntemleri ve bunların sinir ağları üzerinde sınıflandırma ve sentez problemlerine uygulanması
BİLGİ GÖRKEM YAZGAÇ
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜRVET KIRCI