二重制約のGerchberg-Saxtonアルゴリズムに基づくスペックルサプライド位相のみのホログラフィック3次元ディスプレイ

Gerchberg-Saxton（GS）アルゴリズムは、ホログラフィック3次元（3D）ディスプレイの位相のみのコンピューター生成ホログラム（CGH）を計算するために広く使用されています。ただし、制御されていない位相分布のため、CGHの再構築にはスペックルノイズが存在します。この論文では、目的の振幅と位相分布を同時に再構築することにより、スペックルノイズを抑制する方法を提案します。位相のみのCGHは、各反復の画像平面に目的の振幅情報と位相情報の両方が制約される二重制限GSアルゴリズムを使用して計算されます。計算された位相のみのCGHは、目的の振幅分布と均一な位相分布で複数の平面で3Dオブジェクトを再構築できます。したがって、隣接するピクセル間の相変動によって引き起こされるスペックルノイズは抑制されます。シミュレーションと実験の両方が提示され、アルゴリズムによる効果的なスペックルノイズ抑制を実証します。

The Gerchberg-Saxton (GS) algorithm is widely used to calculate the phase-only computer-generated hologram (CGH) for holographic three-dimensional (3D) display. However, speckle noise exists in the reconstruction of the CGH due to the uncontrolled phase distribution. In this paper, we propose a method to suppress the speckle noise by simultaneously reconstructing the desired amplitude and phase distribution. The phase-only CGH is calculated by using a double-constraint GS algorithm, in which both the desired amplitude and phase information are constrained in the image plane in each iteration. The calculated phase-only CGH can reconstruct the 3D object on multiple planes with a desired amplitude distribution and uniform phase distribution. Thus the speckle noise caused by the phase fluctuation between adjacent pixels is suppressed. Both simulations and experiments are presented to demonstrate the effective speckle noise suppression by our algorithm.