Geri Dön

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

  1. Tez No: 297746
  2. Yazar: ERDEM ULUSOY
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HALDUN MEMDUH ÖZAKTAŞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 173

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

  1. 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

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ÜREY

  2. Hareket halinde kütle ölçümü

    Dynamic mass measurement

    İLHAN KELEMENÇE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN

  3. A new approach to satellite communication: Harnessing the power of reconfigurable intelligent surfaces

    Uydu iletisimine yeni bir yaklaşım: Yeniden yapılandırılabı̇lı̇r akıllı yüzeylerden faydalanma

    KÜRŞAT TEKBIYIK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT

  4. A comprehensive simulation of factors that affect performance of array based acoustic gunshot localization on helicopters

    Helikopter üzerinde mikrofon dizisi tabanlı ateşli silah atış yönü tespitini etkileyen etmenlerin simüle edilmesi

    MURAT YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BANU GÜNEL KILIÇ

  5. 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

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MÜRVET KIRCI