使用参数继承的迭代相位恢复的制作方法
【专利摘要】一种恢复表示2D图像帧序列的第n帧的傅立叶域中的相位信息的迭代方法。该方法包括使用与第n-1帧的傅立叶域中的相位信息的恢复相关的至少一个参数作为所述迭代方法的起始点。
【专利说明】使用参数继承的迭代相位恢复
【技术领域】
[0001]本公开涉及图像投影领域。本文公开的各实施例一般涉及一种恢复相位信息的迭代方法和用于形成2D视频图像的投影仪。更具体地，本文公开的各实施例一般涉及用于从2D强度分布序列(如2D视频图像序列)中的每一 2D强度分布中实时地恢复相位信息的经修改的 Gerchberg-Saxton 算法。
【背景技术】
[0002]从物体散射的光包含了振幅和相位信息。这一振幅和相位信息可例如通过公知干涉技术在光敏平板上捕捉，以形成包括干涉条纹的全息记录(即，“全息图”)。“全息图”可通过用合适的光照亮它来被重构，以形成表示原始物体的全息重构(即，图像)。
[0003]已经发现，具备可接受质量的全息重构可以从仅包含与原始物体有关的相位信息的“全息图”中形成。这样的全息记录可被称为纯相位全息图或相息图(kinoform)。
[0004]术语“全息图”因此涉及如下记录:该记录包含与该物体有关的信息并且可被用来形成表示该物体的重构。全息图可包含频率(即，傅立叶)域中与该物体有关的信息。
[0005]计算机生成的全息术是一种用数字来模拟干涉过程的技术，它可以使用傅立叶技术例如来产生计算机生成的纯相位全息图。该计算机生成的纯相位全息图可被用来产生表示物体的全息重构。
[0006]已经提出了将全息技术用于二维图像投影系统中。该系统可以接受2D图像帧的时间序列作为输入。该输入可被转换成对应全息图(例如，纯相位全息图)的实时序列，其中每一全息图对应于一个图像巾贞。全息图可被实时地重构在屏幕上以产生表不该输入的2D投影。因此，可提供一种使用计算机生成的全息图的序列来对图像帧的序列进行投影的实时2D视频投影仪。
[0007]经由纯相位全息图对视频图像进行投影的优点是经由计算方法来控制许多图像属性——例如，所投影图像的高宽比、分辨率、对比度以及动态范围——的能力。纯相位全息图的进一步优点是没有光学能量会经由振幅调制而失去。
[0008]计算机生成的纯相位全息图可以被“像素化”。即，纯相位全息图可被表示在分立相位元素的阵列上。每一分立元素可被称为“像素”。每一像素可担当诸如调相元件等调光元件。计算机生成的纯相位全息图因此可被表示在调相元件的阵列上，如硅上液晶(LCOS)空间光调制器(SLM)。LCOS可以是反射性的，意味着经调制的光从LCOS中以反射输出。
[0009]每一调相元件(即，像素)可变化状态以向入射在该调相元件上的光提供可控制的相位延迟。调相元件的阵列(如，LCOS SLM)因此可表示(即“显示”)通过计算确定的相位延迟分布。如果入射在调相元件阵列上的光是相干的，则该光将用全息信息(即，全息图)来调制。全息信息可以在频率(即傅立叶)域中。
[0010]或者，相位延迟分布可被记录在相息图上。词语“相息图”可被一般地用来指纯相位全息记录(即，全息图)。
[0011 ] 相位延迟分布可被应用于入射光波(通过例如照射LCOS SLM)并被重构。重构在空间中的位置可通过使用光学傅立叶变换透镜来控制，以形成空间域中的全息重构(即，“图像”)。
[0012]计算机生成的全息图可以用多种方式来计算得到，包括使用诸如Gerchberg-Saxton等算法。Gerchberg-Saxton算法可被用来从空间域(如2D图像)中的振幅信息导出傅立叶域中的相位信息。即，与该物体相关的相位信息可从空间域中的纯强度(即，振幅)信息中“恢复”。因此，物体在傅立叶域中的纯相位全息表示可被计算得到。
[0013]全息重构可通过照亮傅立叶域全息图并使用傅立叶变换透镜执行光学傅立叶变换来形成，例如以在回应区处(如屏幕上)形成图像(全息重构)。
[0014]图1示出了根据本公开的使用反射SLM(如LC0S)来在重放区位置处产生全息重构的示例。
[0015]光源(110)，例如激光或激光二极管，被部署以经由准直透镜(111)照射SLM(HO)。准直透镜使得光的一般平面的波前变成入射在SLM上。波前的方向稍微偏离法线(即，与真正垂直于透明层的平面偏离2或3度)。这一安排使得来自光源的光反射离开SLM的镜背面，并且与调相层交互以形成出射波前(112)。出射波前(112)被应用于焦点处于屏幕(125)处的包括傅立叶变换透镜(120)的光学器件。
[0016]傅立叶变换透镜从SLM接收(经调相的)光并执行频率-空间变换以在屏幕(125)处在空间域中产生全息重构。
[0017]在这一过程中，来自光源的光一般均匀地分布在SLM(HO)上以及调相层(调相元件阵列)上。从调相层出射的光可被分布在屏幕上。屏幕的特定图像区域与任一个调相元件之间没有对应关系。
[0018]当分别在平面A和B中光束的强度截面Ia(x，y)和IB(x，y)是已知的并且Ia(x，y)和IB(x，y)通过单个傅立叶变换相关时，Gerchberg Saxton算法考虑相位恢复问题。对于给定强度截面，找出分别在平面A和B中的相位分布的近似ΦΑ(χ，gamma)和ΦΒ(χ，gamma)。Gerchberg-Saxton算法通过遵循一迭代过程来找出这一问题的良好解。
[0019]Gerchberg-Saxton算法迭代地应用空间和频谱约束，同时重复地在空间域和傅立叶(频谱)域之间转换(表示Ia (X，y)和Ib (X，y)的)数据集(振幅和相位)。空间和频谱约束分别是IaU，y)和IbU，y)。空间或频谱域中任一个中的约束被施加到该数据集的振幅上。通过一系列迭代来恢复对应的相位信息。
[0020]提供一种可按提供比现有技术更快的收敛的方式来实现相位恢复的方法是合乎需要的。
[0021]发明概沭
[0022]本发明的各方面在所附独立权利要求中限定。
[0023]总而言之，本公开涉及使用与2D图像帧序列中的一个帧的全息图表示的计算相关联的参数作为后续帧的全息图表示的计算的起始点。这样的技术一般可称为“帧继承”。
[0024]恢复可接受的相位值所需要的迭代的次数被显著地降低，因为与先前帧的相位恢复相关的至少一个参数被继承。根据本公开的相位恢复方法因此更快地——换言之，在本相位恢复方法的较少迭代中——收敛到可接受的相位延迟分布(全息图)上。
[0025]例如，如果均方误差值或峰值信噪比小于预定阈值，则相位延迟分布可被认为是可接受的。[0026]在此公开的各实施例涉及包括与视频序列的每一帧相关的相位分布(全息图)的实时恢复的2D视频图像的投影。因此，只有有限量的时间可用来计算全息图并且因此只可执行该方法的有限次迭代。这一时间量可以例如与帧间时间相关。因为根据本公开的经改进的方法更快地收敛在可接受的解上，所以在该可用时间中计算得到的全息图的总体质量得到改进。
[0027]继承与先前帧相关的参数的另一惊人效果是后续帧比先前帧的质量甚至更高，因为发现需要甚至更少迭代就能达到可接受的质量全息图。即，该方法对每一通过的帧变得更好。这可以是因为后续帧从先前帧中的每一个的改进中累积地获益。
[0028]附图简沭
[0029]现在将参考附图对本发明的实施例进行描述，附图中:
[0030]图1是示出反射SLM(如LC0S)在重放区位置处产生全息重构的示意图；
[0031]图2是示出经修改的Gerchberg-Saxton算法的功能的流程图；
[0032]图3示出一示例AVI文件的一个帧与下一帧之间的均方误差之差；
[0033]图4示出根据一实施例来处理的帧序列的均方误差；
[0034]图5示出利用继承的幅度和相位时快速变化对帧的均方误差的影响；
[0035]图6示出根据各实施例的迭代的质量驱动的动态分配；
[0036]图7示出根据各实施例的图像投影系统；以及
[0037]图8是LCOS SLM的示意图。
[0038]在这些附图中，相同的标号指示相同的部分。
[0039]附图的详细描述
[0040]全息地生成的2D视频图像已知拥有超过它们常规地投影的对应物的大量优点，尤其是在分辨率和效率方面。然而，当前全息图生成算法的计算和硬件复杂性在以前排除了它们在实时应用中的使用。最近，这些问题已被解决——参见例如已公布的PCT申请W02005/059881,它通过援弓I纳入于此。
[0041]基于Gerchberg-Saxton的经修改的算法已被开发-参见例如共同待审的已公
布PCT申请W02007/131650，它通过援引纳入于此。
[0042]这些改进技术能够以实现2D视频投影的足够速度来计算全息图。在此描述的各实施例涉及使用用这样的经修改的Gerchberg-Saxton算法计算得到的计算机生成的全息图的2D视频投影。
[0043]图2示出了经修改的算法，该算法恢复数据集的傅立叶变换的相位信息ψ[X，y]，这产生了已知振幅信息T[x，y]362。振幅信息T[x，y]362表示目标图像(例如，照片)。相位信息V[x，y]被用来产生目标图像在图像平面处的全息表示。
[0044]因为幅度和相位在傅立叶变换中被固有地组合在一起，所以经变换的幅度(以及相位)包含与计算得到的数据集的准确性有关的有用信息。因而，该算法可以提供与振幅和相位信息两者有关的反馈。
[0045]图2中示出的算法可被认为具有复杂的波输入(具有振幅信息301和相位信息303)和复杂的波输出(同样具有振幅信息311和相位信息313)。出于本描述的目的，振幅和相位信息被认为是分开的，但它们固有地组合在一起以形成数据集。应当记住，振幅和相位信息两者本身都是空间坐标X和y的函数并且可被认为是振幅和相位分布。[0046]参考图2，处理框350根据具有幅度信息301和相位信息303的第一数据集产生傅立叶变换。结果是第二数据集，具有幅度信息和相位信息vn[x，y]305。来自处理框350的振幅信息被设为表不光源的分布,但相位信息vn[x, y]305被保留。相位信息305由处理框354量化并输出作为相位信息Ψ [X，y]309。相位信息309被传递给处理框356并通过处理框352与新幅度组合在一起。第三数据集307、309被应用于处理框356，处理框356执行逆傅立叶变换。这产生空间域中的具有振幅信息|Rn[x，y] |311和相位信息Z Rn[x, y]313的第四数据集Rn[x，y]。
[0047]从第四数据集开始，它的相位信息313形成第五数据集的相位信息，用作下一迭代303’的第一数据集。通过从来自目标图像的振幅信息T[x，y]362减去来修改它的振幅信息Rn[x，y]311，以产生振幅信息315集合。经伸缩的振幅信息315(按α伸缩)被从目标振幅信息T[x，y]362减去以产生第五数据集的输入振幅信息η [x, y]301，来用作下一迭代的第一数据集。这在数学上表达在以下方程中:
[0048]Rn+1[x, y] = {exp(i ￥n[u, v])}
[0049]￥n[u, v] = Z F{ n.exp (i Z Rn[x, y])}
[0050]n = T[x, y]-a (|Rn[x, y] |_T[x, y])
[0051]其中:
[0052]F’是逆傅立叶变换。
[0053]F是正傅立叶 变换。
[0054]R是重放区。
[0055]T是目标图像。
[0056]Z是角度信息。
[0057]Ψ是角度信息的经量化的版本。
[0058]ε是新目标幅度，ε≥O。
[0059]a是增益元素~I。
[0060]增益元素a可基于传入目标图像数据的大小和速率来预先确定。
[0061]在缺少来自在前迭代的相位信息的情况下，该算法的第一次迭代使用随机相位生成器来提供相位信息作为起始点。
[0062]在一替换修改中，从处理框350所得的振幅信息不被丢弃。目标振幅信息362被从振幅信息减去以产生新振幅信息。多个振幅信息被从振幅信息362减去以产生处理框356的输入振幅信息。
[0063]作为又一替换方案，相位不被完全回馈，而是只有与它在最后两次迭代上的变化成比例的一部分被回馈。
[0064]对Gerchberg-Saxton算法的这些修改涉及在特定帧的相位恢复计算内回馈参数。这与继承与在前帧的相位恢复计算相关的参数不同。
[0065]总而言之，提供了一种相位恢复的改进方法。本方法可以结合现有相位恢复算法(如 Gerchberg-Saxton 或 Gerchberg-Saxton 的经修改版本)来使用。
[0066]提供了一种恢复表示2D图像帧序列的第n帧的傅立叶域中的相位信息的方法，该方法包括使用与第n-Ι帧的傅立叶域中的相位信息的恢复相关的至少一个参数作为该迭代方法的起始点。[0067]该至少一个参数可以是傅立叶域中的相位信息和/或傅立叶域中的振幅信息。在各实施例中，该至少一个参数可以是诸如用来控制增益或衰减的那些参数等控制参数。
[0068]还提供了一种用于形成2D视频图像的投影仪，所述投影仪包括:包括调相元件的2D阵列的空间调光器；处理装置，它被安排成恢复表示空间域中的2D图像帧序列中的第η帧的傅立叶域中的相位信息，包括使用与η-l帧的傅立叶域中的相位信息的恢复相关的至少一个参数作为起始点；以及驱动装置，它被安排成驱动空间调光器的调相元件阵列来显示表示2D图像帧序列的第η帧的傅立叶变换的数据。
[0069]各实施例涉及可被用作通用显示媒介并且因此能够示出运动图片的全息投影。这需要该系统能够计算并显示每秒最少25帧。一种方法将是简单地执行相位计算算法每秒25次，然而在大多数运动图片中，一帧到下一帧之差相对很小并且这可以提供一种降低计算时间或改进图像质量的机制。
[0070]图3示出包含地球旋转的图像的一示例AVI文件的一个帧与下一帧之间的均方误差之差。波形中的尖锋是关键帧。
[0071]上述基于Gerchberg-Saxton的算法需要多次迭代才能够从纯相位调制方案中解出目标图像。这是由于初始条件造成的，其中随机相位种子没有到目标图像的统计链接。在每一次迭代后，全息图(傅立叶)域与远区(空间域)之间的统计关系得到改进。如果在解出第一帧后，相位和所得的图像被保留，则下一帧可被当作有待校正的误差向量。这一思想形成了帧继承的基础。在各实施例中，傅立叶域中的计算得到的振幅信息和/或傅立叶域中的相位信息分别形成了下一帧的第一数据集的幅度信息301和/或相位信息303。在其他实施例中，该算法的不同参数被至少用作与下一帧相关的计算的起始点。
[0072]根据本发明的该改进方法是对照地球旋转的AVI文件的前10个帧来实现和测试的。在该迭代过程期间每一帧的均方误差被监视并且在图4中示出。继承所得的幅度和相位的优点非常清楚；每一帧的均方误差持续改进，达到了 14.85的均方误差。这可能最佳地表达为36.4dB的峰值信噪比(PSNR)，相比独立算法实现有了 5.5dB改进。
[0073]—个有趣的结果是在该算法处理了 5个帧后，在3或4次迭代之外图像质量只有非常少的改进。这暗示了不仅改进图像的质量是可能的，而且可以用较少的迭代来达到这一点。这可能部分地由于所选AVI文件中各帧的非常类似的性质。为了验证这一假设，对照包含大量快速变化的场景的第二 AVI文件来测试该算法。
[0074]图5中示出的结果指示在显著的场景变化后，该算法能够改进各连续帧中的图像质量，假定该场景没有过快地变化(如区域A所示)。如果场景持续变化，则该算法尽力维持图像质量(如区域B所示)。
[0075]该算法的响应指示在决定需要多少次迭代时最好使用动态系统，例如在具有少量变化的场景中可应用低数量的迭代，而快速变化的场景可利用更多迭代。一种实现这样的系统的方式将是以按均方误差来指定的质量水平为目标。
[0076]本系统是使用第二 AVI视频文件针对25的均方误差目标(PSNR = 34.1dB)来实现和测试的。图6中的结果示出了该算法需要来满足特定目标的迭代次数与帧间变化的幅度之间存在清楚的相关性。使用本方法，计算这一影片中300个帧所需的迭代次数从2400降到1368，降低了 43%，即平均每帧4.56次迭代。
[0077]所重构的全息图的质量可受所谓的零阶问题的影响，这是该重构的衍射性质的结果。这样的零阶光可被认为是“噪声”并且包括例如镜面反射光以及来自SLM的其他不想要的光。
[0078]这一“噪声” 一般聚焦在傅立叶透镜的焦点处，从而在所重构的全息图的中心处造成亮点。常规上，零阶光被简单地遮蔽，然而这显然意味着用暗点来替换该亮点。
[0079]然而，由于全息图包含三维信息，所以将该重构移位到空间中的不同平面是可能的——参见例如已公布的PCT申请W02007/131649，它通过援引纳入于此。
[0080]尽管在此描述的各实施例涉及每帧显示一个全息图，但本公开决不限于在一方面，并且在任何一次可在SLM上显示一个以上全息图。
[0081]例如，各实施例实现“分块(tiling) ”技术，其中SLM的表面区域被分成多个块，这些块中的每一个被设置成与原始块的相位分布相似或相同的相位分布。每一个块因此具有比在SLM的整个所分配的区域被用作一个大型相位模式的情况下更小的表面区域。该块中频率分量的数量越小，在产生图像时所重构的像素分开得越远。该图像在第零衍射阶内创建，并且第一和后续阶移位得足够远以便不与该图像重叠并且可通过空间过滤器来阻塞是优选的。
[0082]如上所示，通过本方法所产生的图像(无论是否使用分块)包括形成图像像素的各点。所使用的块的数量越高，这些点变得越小。如果采用无限正弦波的傅立叶变换的示例，则产生单个频率。这是最优输出。在实践中，如果只使用一个块，则这对应于单个正弦波相位的输入，其中零值在自该正弦波的端节点的正和负方向上延伸到无穷大。替代从其傅立叶变换产生单个频率，主频率分量是用它任一侧的一系列相邻频率分量来产生的。使用分块降低了这些相邻频率分量的幅度并且作为这一点的直接结果，相邻图像像素之间发生较少干扰(建设性的或破坏性的)，从而改进了图像质量。
[0083]优选地，每一个块是整个块，但使用块的小部分是可能的。
[0084]虽然各实施例涉及Gerchberg-Saxton算法的变型,但本领域技术人员将理解,其他相位恢复算法可以实现在此描述的改进方法。
[0085]本领域技术人员将理解，在此公开的改进方法同样适用于计算被用来形成物体的三维重构的全息图。这些连续的图像帧可以是1D、2D和/或3D图像帧，或其任何序列。
[0086]同样，本公开不限于单色图像的投影。
[0087]彩色2D全息重构可被产生并且有两种主要方法来达到这一点。这些方法之一被称为“帧顺序制色”(FSC)。在FSC系统中，使用三个激光(红、绿、以及蓝)，并且每一激光在SLM处接连发光以产生视频的每一帧。这些色以足够快的速率循环(红、绿、蓝、红、绿、蓝，等等)，使得人类观看者从这三个激光的组合中看到多色图像。每一全息图因此是色彩各异的。例如，在每秒25帧的视频中，第一帧将会通过在1/75秒内发射红色激光、随后在1/75秒内发射绿色激光、并最后在1/75秒内发射蓝色激光来被产生。下一巾贞随后会被产生，以红色激光开始，以此类推。
[0088]一种替换方法(将被称为“空间上分开的制色”(SSC))涉及同时发射全部三个激光，但采取不同的光路，例如每一个激光使用不同的SLM并随后组合以形成彩色图像。
[0089]帧顺序制色(FSC)方法的优点是整个SLM被用于每一颜色。这意味着所产生的三个彩色的图像的质量将不会受损，因为SLM上的所有像素被用于这些彩色图像中的每一个。然而，FSC方法的缺点是所产生的总体图像将不像SSC方法所产生的对应图像那样明亮，因子大约是3，因为每一激光只被使用了时间的三分之一。这一缺点可潜在地通过对这些激光进行过驱动或通过使用更强大的激光来解决，但这会需要使用更多功率、会涉及更高成本并且会使得系统较不紧凑。
[0090]SSC(空间上分开的制色)方法的优点是图像因所有三个激光同时发射而更亮。然而，如果由于空间限制它需要只使用一个SLM，则SLM的表面区域可被分成三个相等的部分，实际上担当了三个分开的SLM。这一点的缺陷是由于可用于每一单色图像的SLM表面区域的减少，每一单颜色图像的质量降低。多色图像的质量因此降低。可用SLM表面区域的减少意味着SLM上的更少像素可被使用，从而降低了图像的质量。图像质量被降低，因为它的分辨率降低。
[0091]本领域技术人员将理解，用户可看到全息重构的实像或虚像。具体而言，根据本公开的各实施例可以在平视显示器中实现。
[0092]图7示出了具有用于提供全息重构(710)的实像的基于SLM的系统(705)的平视显示器(700)。该全息重构被形成在所谓的重放区。
[0093]该显示器包括光学组合器(720)和部署在全息重构(710)和组合器(720)之间的透镜(730)。这一安排使得看向组合器(720)的观看者(740)将在距观看者距离d处且在组合器(720)之后看到全息重构(710)的虚像(750)。这样的系统可被用于例如平视显示器或头戴式显示器。
[0094]在各实施例中，空间调光器是硅上液晶(LCOS)设备。LCOS设备是传统透射液晶显示设备的混合，其中前基板是涂有铟锡氧化物以担当常见导电体的玻璃。较低基板是使用硅半导体工艺来创建的，其中附加的最终铝蒸发工艺被用来创建镜面，这些镜随后担当像素计数电极。
[0095]与常规玻璃基板相比，这些设备具有以下优点:信号线、栅极线、以及晶体管处于镜面之下，这造成高得多的填充因子(通常大于90%)和更高的分辨率。
[0096]LCOS设备现在可具有4.5 μ m和12 μ m之间的像素，这一大小由操作模式来确定并且因此由在每一像素处需要的电路的量来确定。
[0097]LCOS设备的结构在图8中示出。
[0098]LCOS设备是使用单个晶体硅基板(802)来形成的。它具有由间隙(801a)隔开的、安排在基板的上表面上的方形平面铝电极(801)的2D阵列。电极(801)中的每一个可经由埋在基板(802)中的电路(802a)来寻址。电极中的每一个形成相应的平面镜。对准层(803)部署在电极阵列上，并且液晶层(804)部署在对准层(803)上。第二对准层(805)部署在液晶层(804)上，并且例如玻璃的平面透明层(806)部署在第二对准层(805)上。例如ITO的单个透明电极(807)部署在透明层(806)与第二对准层(805)之间。
[0099]方形电极(801)中的每一个与透明电极(807)的覆盖区和居间液晶材料一起限定了可控制的调相元件(808)，通常称为像素。有效像素区域(即，填充因子)是在光学上活动的总像素的百分比，计入了像素(801a)之间的空间。通过控制施加到每一电极(801)的相对于透明电极(807)的电压，相应调相元件的液晶材料的性质可被改变，由此向入射在其上的光提供可变延迟。效果是向波前提供纯相位调制，即，没有振幅效果发生。
[0100]使用反射LCOS空间调光器的主要优点是液晶层的厚度是在使用透射设备的情况下的厚度的一半。这极大地提高了液晶的切换速度(运动视频图像的投影的关键点)。LCOS设备还唯一地能够在小孔径中显示纯相位元件的大型阵列。小元件(通常大约10微米)造成了使得该光学系统不需要非常长的光路的实际衍射角(几度)。
[0101]与较大液晶设备的孔径相比，充分地照亮LC0SSLM的小孔径(几平方厘米)是更容易的。LCOS SLM还具有大孔径比，像素之间存在极少死区(因为驱动它们的电路被埋在镜下)。这是降低重放区中的光学噪声的重要问题。
[0102]以上设备通常在10°C到大约50°C的温度范围内操作，其中最优设备操作温度是40°C左右到50°C。
[0103]因为LCOS设备将控制电子器件嵌入在硅背板中，所以像素的填充因子更高，从而造成较少的未散射光离开该设备。
[0104]使用硅背板具有各像素在光学上平坦的优点，这对于调相器件而言是重要的。
[0105]尽管各实施例涉及反射LCOS SLM，但本领域技术人员将理解，可以使用包括透射SLM在内的任何SLM。
[0106]本发明不限于所描述的实施例，而是延及所附权利要求书的完全范围。
【权利要求】
1.一种恢复表示图像帧序列的第η帧的傅立叶域中的相位信息的方法，所述方法包括:使用与第η-1帧的傅立叶域中的相位信息的恢复相关的至少一个参数作为所述方法的起始点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像帧是1D、2D或3D图像帧。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个参数是傅立叶域中的相位信息和/或傅立叶域中的振幅信息。
4.如前面任何一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤的m+1次迭代: 建立具有多个元素的第一数据集，每一元素具有相位信息和振幅信息； 对所述第一数据集执行傅立叶变换以产生具有多个元素的第二数据集，每一元素具有振幅和相位信息； 将来自所述第二数据集的相位信息进行量化； 形成具有多个元素的第三数据集，每一元素具有振幅和相位信息，所述相位信息是从所述第二数据集导出的，以及； 对所述第三数据集执行逆傅立叶变换以产生具有多个元素的第四数据集，每一元素具有振幅和相位信息； 通过用第η帧的强度信息盖写所述振幅信息来修改所述第四数据集，以产生具有多个元素的第五数据集，每一元素具有振幅和相位信息；以及 使用所述第五数据集作为下一次迭代的第一数据集。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一数据集的振幅信息是从第η帧的强度信息导出的。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，与第η-1帧相关的最终迭代的第五数据集的振幅信息形成了与第η帧相关的第一迭代的第一数据集的误差信息的一部分。
7.如权利要求4到6中的任一项所述的方法，其特征在于，与第η-1帧相关的最终迭代的第五数据集的相位信息形成了与第η帧相关的第一迭代的第一数据集的相位信息。
8.如权利要求4到7中的任一项所述的方法，其特征在于，第m次迭代的第一数据集的相位信息是与第η帧的第m-Ι和m-2次迭代的第四数据集的相位信息之差的经伸缩的形式。
9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括在所述第五数据集的振幅信息与所述帧的强度信息之间的均方误差小于阈值时停止迭代。
10.一种用于形成2D视频图像的投影仪，所述投影仪包括: 包括调相元件的2D阵列的空间调光器； 处理装置，所述处理装置被安排成，恢复表示空间域中的2D图像帧序列的第η帧的傅立叶域中的相位信息，包括使用与第η-1帧的傅立叶域中的相位信息的恢复相关的至少一个参数作为起始点；以及 驱动装置，所述驱动装置被安排成驱动所述空间调光器的调相元件阵列来显示表示2D图像帧序列的第η帧的傅立叶变换的数据。
11.如权利要求10所述的投影仪，其特征在于，还包括光源。
12.基本上如上文参考附图描述的一种恢复相位信息的方法或一种投影仪。
【文档编号】G03H1/08GK104040438SQ201280052720
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2011年10月26日
【发明者】C·贾米森 申请人:两树光子学有限公司