Research

現在・過去の研究プロジェクトを紹介します

LINE-Drawn CGH

線状3Dオブジェクトのための高速ホログラフィ計算

点群モデルのCGH計算は点光源から発せられる球面波の重畳と解釈できます．同じ奥行に直線状に並んだ点群が作る波面が部分的に1次元的なパターンとして収束することを発見し，収束時の波面パターンで線状3DオブジェクトのCGHを高速作成する方法を考案しました．CPUのみでも十分な速度が出ることが特徴です．

The CGH calculation for a point cloud model can be interpreted as a superposition of spherical waves emitted from a point source. We discovered that wavefronts created by a point cloud arranged in a straight line at the same depth partially converge as a one-dimensional pattern, and devised a fast method to create CGH for linear 3D objects using the wavefront pattern at the time of convergence. This method is characterized by its ability to achieve sufficient speed even with only a CPU.

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VQ-LUT

点群のベクトル量子化を用いた電子ホログラフィの圧縮伝送

奥行方向に連続する点群が作る波面が同心円状であることを活用し，点群を奥行方向にベクトル量子化することでCGH計算を高速化する手法を開発しました．量子化した点群に対応する波面の事前計算により，CGH計算の高速化と点群データ量の削減を両立に成功しました．電子ホログラフィの圧縮符号化方式として有望と考えています．

Utilizing the concentricity of wavefronts created by point clouds that are continuous in the depth direction, we have developed a method to speed up CGH calculations by vector quantizing the point clouds in the depth direction. By precomputing the wavefronts corresponding to the quantized point cloud, we succeeded in both speeding up the CGH calculation and reducing the amount of point cloud data. We believe that this method is promising as a compression encoding method for electron holography.

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HANDHELD PROJECTION

持ち運び可能な視覚的誘導デバイス

避難誘導時など多数の人々に対して情報を伝えようとするとき，音声は最もポピュラーな手段ですが，喧騒下では有効に働きません．他方，高速道路の速度低下対策として知られる光の流れ（ベクション）に見られるように，人間は直感的な視覚効果に誘導されることが知られています．本研究では，持ち運び可能な小型プロジェクタを用い，壁や天井などの構造物に動的な情報を投影することで，群衆等の効果的な誘導や情報提示の実現を目指しています．

When communicating information to many people, such as during an evacuation, voice is the most popular method, but it only works in a quiet environment. On the other hand, it is known that humans are guided by intuitive visual effects, such as light vection, which is known as a countermeasure for speed reduction on highways. This research aims to realize practical guidance of crowds and information presentation by using small, portable projectors to project dynamic information on walls, ceilings, and other structures.

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R2VS

全周囲視野のリアルタイム共有による映像監視システム

Realtime Remote Vision Sharing (R2VS)は，監視対象者の全周囲映像を遠隔地に伝送し，随伴するSPの如く，監視対象者の全周囲を高い臨場感の下で監視可能にするシステムです．固定型監視カメラの設置台数が増加する一方で，死角を完全に取り除くことは不可能です．そこで，個人の全周囲映像を共有することで，第三者の目をもって直感的に危険を察知し，対象者に伝える事ができます．ローカル5Gのような広帯域NWの下で実現したシステムです．

Realtime Remote Vision Sharing (R2VS) is a system that transmits all-surrounding images of a monitored subject to a remote location and enables monitoring of the subject's entire surroundings in a highly realistic manner, just like an accompanying SP. While the number of fixed surveillance cameras is increasing, it is impossible to eliminate blind spots. By sharing the all-surrounding image of an individual, it is possible to intuitively detect danger with the eyes of a third party and communicate it to the target. This system has been realized under a broadband NW such as local 5G.

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Crape and Stamp method

ゾーンプレートの円対称性を利用したCGH高速計算

点群モデルのCGH計算は各点光源が発する球面波の重畳と解釈できます．球面波が作る波面は円対称性を持つことから，中心～外殻方向の軸上に分布する波面のみを定義通りに計算し，コンピュータグラフィクス技術における円描画手法により同心円状に展開することで，CGHの計算高速化とLUT法におけるメモリ量削減を実現しました．

The CGH calculation of a point cloud model can be interpreted as the superposition of spherical waves emitted by each point source. Since wavefronts created by spherical waves have circular symmetry, only wavefronts distributed along the axis from the center to the outer shell are calculated as defined, and then expanded into concentric circles using the circle drawing method in computer graphics technology.


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TABLE less sin/cos for CGH

sin/cos関数のテーブルを用いない簡易近似手法

光伝搬計算が主のCGH計算において三角関数計算は頻繁に使用されます．ホログラフィ専用計算機HORNではsin/cos関数をテーブル実装していましたが回路密度のボトルネックになる問題がありました．そこで減算器とXORのみで構成可能＆CGH向けには十分な精度で計算可能な三角関数の近似回路を開発，HORNの性能向上に貢献しました．

Trigonometric calculations are frequently used in CGH calculations, which are mainly light propagation calculations. HORN, a computer dedicated to holography, has a table implementation of sin/cos functions, but there was a problem of circuit density bottlenecks. We developed an approximate circuit for trigonometric functions that can be configured with only a subtractor and XOR, and that can be calculated with sufficient accuracy for CGH, thereby contributing to improved performance of HORN.


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