Brevet FR3092179A1 — publié le 20200731

Description Titre de l'invention : Procédé et dispositif de transmission de données représentatives d'un hologramme numérique Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention concerne de manière générale le domaine technique de l'holographie numérique. [0002] Elle concerne en particulier un procédé et un dispositif de transmission de données représentatives d'un hologramme numérique. Etat de la technique [0003] Il a été proposé de représenter un hologramme numérique au moyen d'atomes situés dans le plan de l'hologramme et représentant chacun une contribution lumineuse liée à une ondelette particulière (en pratique une ondelette de Gabor). [0004] Lorsque l'hologramme numérique doit être reconstruit au moyen d'un afficheur holo- graphique distant, on transmet des données descriptives de ces atomes, qui comprennent par exemple, pour chaque atome : la position de cet atome dans le plan de l'hologramme, le coefficient associé à cet atome et des valeurs définissant rondelette de Gabor associée à cet atome. [0005] Afin de limiter la quantité d'informations à transmettre, il a été proposé dans le document WO 2015/097 358 de ne transmettre que les données relatives à des ondelettes de Gabor dont le cône d'émission présente une intersection avec un volume lié à l'observateur. Présentation de l'invention [0006] Dans ce contexte l'invention propose un procédé de transmission de données repré- sentatives d'un hologramme numérique représenté par un ensemble d'atomes ayant chacun un spectre de diffraction dans un plan d'observation, comprenant les étapes suivantes : [0007] - détermination d'un ordre pour des ensembles comprenant chacun au moins un atonie, en fonction d'une distance, dans le plan d'observation, entre une position d'observation et une position associée à l'ensemble concerné ; [0008] - transmission, pour une partit au moins desdits ensembles et dans l'ordre déterminé, de données descriptives dudit au moins un atome compris dans l'ensemble concerné. [0009] Les atomes sont ainsi ordonnés en fonction de l'intérêt qu'ils présentent pour la re- construction de l'hologramme numérique au niveau de la position d'observation. Les premières données transmises sont ainsi les plus pertinentes et permettent rapidement une reconstruction acceptable de l'hologramme numérique. Cette reconstruction peut ensuite être améliorée lors de la réception des données ultérieures. La quantité de 2 données transmises peut en outre être adaptée en fonction des circonstances (par exemple du débit disponible sur le réseau de communication utilisé). [0010] Comme expliqué dans la suite, chaque ensemble susmentionné peut comprendre un seul atonie (comme dans le cadre du premier mode de réalisation décrit ci-après) ou un nombre variable d'atomes (comme dans le cadre du second mode de réalisation décrit ci-après) [0011] Le procédé défini ci-dessus peut comprendre une étape préalable de réception de données représentatives de la position d'observation dans le plan d'observation. [0012] Selon une première possibilité, chaque ensemble peut comprendre un unique atome ; on peut alors prévoir que la position associée à l'ensemble concerné est la position du centre du spectre de diffraction (dans le plan d'observation) de l'atome compris dans l'ensemble concerné. [0013] L'ordre peut également être déterminé en fonction d'une dispersion angulaire ou d'une amplitude associées à l'atome compris dans l'ensemble concerné. [0014] Les données descriptives de l'atome transmises peuvent par ailleurs comprendre des données représentatives de la position du centre du spectre de diffraction de cet atome dans une fenêtre de visualisation liée à la position d'observation. On allège ainsi la quantité de données à transmettre pour représenter la position de l'atome concerné. [0015] Selon une seconde possibilité, chaque ensemble comprend les atomes ayant un spectre de diffraction dont le centre est compris dans une région (par exemple un bloc) correspondante du plan d'observation. [0016] Dans ce cas, la position associée à l'ensemble concerné est par exemple le centre de la région correspondant audit ensemble concerné. [0017] Les données descriptives d'au moins un atome compris dans l'ensemble concerné peuvent alors comprendre des données représentatives de la position du centre du spectre de diffraction de cet atome dans la région correspondant à l'ensemble concerné. On allège ainsi la quantité de données à transmettre pour représenter la position de l'atome concerné. [0018] Le procédé peut alors comprendre une étape de transmission de données repré- sentatives de la position de ladite région dans le plan d'observation. [0019] On peut prévoir par ailleurs une étape préalable d'association de chaque atome à la région (par exemple au bloc) du plan d'observation contenant le centre du spectre de diffraction de cet atome. [0020] Le procédé peut également comprendre, pour au moins une région donnée du plan d'observation, une étape d'ordonnancement des atomes associés à ladite région donnée en fonction d'une dispersion angulaire ou d'une amplitude associées à chacun de ces atomes. [0021] L'invention propose également un dispositif de transmission de données repré- 3 sentatives d'un hologramme numérique représenté par un ensemble d'atonies ayant chacun un spectre de diffraction dans un plan d'observation, comprenant : [0022] - un module de détermination d'un ordre pour des ensembles comprenant chacun au moins un atome, en fonction d'une distance, dans le plan d'observation, entre une position d'observation et une position associée à l'ensemble concerné ; et [0023] - un module de transmission, pour une partie au moins desdits ensembles et dans l'ordre déterminé, de données descriptives dudit au moins un atome compris dans l'ensemble concerné. [0024] Un tel dispositif peut comprendre un module de réception de données représentatives de la position d'observation dans le plan d'observation. [0025] Comme déjà indiqué, chaque ensemble peut comprendre un unique atome ; le module de détermination est alors par exemple conçu pour déterminer l'ordre parmi lesdits ensembles en fonction de la distance, dans le plan d'observation, entre une position d'observation et la position du centre du spectre de diffraction de l'atome compris dans l'ensemble concerné. [0026] Le module de transmission peut être conçu pour transmettre des données repré- sentatives de la position du centre du spectre de diffraction dudit au moins un atome dans une fenêtre de visualisation liée à la position d'observation. [0027] Comme déjà indiqué, selon une autre possibilité, chaque ensemble peut comprendre les atomes ayant un spectre de diffraction dont le centre est compris dans une région (par exemple un bloc) correspondante du plan d'observation ; le module de détermination peut alors être conçu pour déterminer l'ordre parmi lesdits ensembles en fonction de la distance, dans le plan d'observation, entre une position d'observation et le centre de la région correspondant audit ensemble concerné. [0028] Le module de transmission peut alors être conçu pour transmettre des données repré- sentatives de la position du centre du spectre de diffraction dudit au moins un atome dans la région correspondant à l'ensemble concerné. [0029] On peut également prévoir dans ce cas un module d'association de chaque atome à la région du plan d'observation contenant le centre du spectre de diffraction de cet atome. [0030] On propose également, à titre original en soi, un procédé de transmission de données représentatives d'un hologramme numérique représenté par un ensemble d'atomes de Gabor ayant chacun un spectre de diffraction dans un plan d'observation, comprenant les étapes suivantes pour la transmission de données descriptives d'un atome de Gabor donné : [0031] - transmission de données représentatives de la position du centre du spectre de dif- fraction de l'atome donné dans le plan d'observation ; [0032] - transmission de données caractéristiques de r ondelette de Gabor associée à l'atome donné. 100331 Ces données caractéristiques définissent par exemple un indice de dilatation et un indice de rotation associés à l'atome donné. [0034] Comme expliqué dans la suite, il est en effet possible, à l'aide des caractéristiques de ondclette de Gahor et de la position du centre du spectre de diffraction, de retrouver la position associée à l'atonie donné dans le plan de l'hologramme numérique (en tenant compte également de la distance entre le plan d'observation et le plan de l'hologramme numérique, représentée par exemple par une ordonnée zo et éventuellement reçue préalablement aux deux étapes de transmission mentionnées ci-dessus, par exemple dans le cadre de la réception de données représentatives d'une position d'observation xo, yo, zo). [0035] Les données caractéristiques peuvent également définir un coefficient (typiquement un coefficient complexe) associé à l'atome et utilisé pour la reconstruction de l'hologramme comme expliqué dans la suite. [0036] On propose ainsi également dans ce cadre un procédé de réception de données repré- sentatives d'un hologramme numérique représenté par un ensemble d'atomes de Gahor ayant chacun un spectre de diffraction dans un plan d'observation, comprenant les étapes suivantes à réception de données descriptives d'un atome de Gahor donné : [0037] - réception de données caractéristiques de l'ondelette de Gahor associée à l'atome donné et de données représentatives de la position du centre du spectre de diffraction de l'atome donné dans le plan d'observation ; [0038] - détermination de la position de l'atome donné dans le plan de l'hologramme numérique en fonction desdites données représentatives et desdites données caractéristiques. [0039] On peut ainsi à réception reconstruire l'hologramme numérique sur la base notamment de la position de l'atome dans le plan de l'hologramme numérique. [0040] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Description détaillée de l'invention [0041] De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où : [0042] [fig.1] représente un atome d'un hologramme numérique et son spectre de diffraction dans un plan d'observation ; [0043] [fig.2] représente un système d'échange de données selon un premier mode de réa- lisation de l'invention ; [0044] [fig.3] représente les étapes principales d'un exemple de procédé de transmission de données conforme au premier mode de réalisation ; [0045] [fig.4] représente un système d'échange de données selon un second mode de réa- lisation de l'invention ; [0046] [fig.5] illustre un exemple de découpage d'un plan d'observation utilisé dans ce second mode de réalisation ; et [0047] [fig.6] représente les étapes principales d'un exemple de procédé de transmission de données conforme au second mode de réalisation. [0048] On considère dans la suite un hologramme numérique H de résolution (Na, N),) re- présenté par un ensemble AK. d'atomes (ici des atomes de Gabor) ak correspondant chacun à une contribution lumineuse liée à une ondclette particulière (ici une ondelette de Gabor). [0049] Comme proposé dans l'article "Color digital hologram compression bas& on matching pursuit" de A. El Rhammad, P. Gioia, A. Gilles, M. Cagnazzo et B. PesquetPopescu in Applicd Optics, Vol. 57, n° 17, 10 juin 2018, chaque atome ak de l'ensemble AK peut en pratique être défini par : [0050] - la position de l'atonie ak dans le plan PH de l'hologramme numérique H, au moyen ici des coordonnées (G, h) de l'atome ak (où ty et t, sont les 2 premières coordonnées dans un référentiel (x, y, z) représenté en figure 1, avec z = 0 dans le plan PH de l'hologramme numérique) ; [0051] - un indice de dilatation lk ; [0052] - un indice de rotation pk ; [0053] - un coefficient (complexe) ck. [0054] Dans cette définition, l'indice de dilatation lk est un nombre entier dont la valeur est comprise entre 1 et un nombre prédéterminé S ; de même, l'indice de rotation pk est un nombre entier dont la valeur est comprise entre 1 et un nombre prédéterminé P. [0055] L'indice de dilatation lk et l'indice de rotation pk définissent une ondelette de Gabor discrète gik,,,k (comme décrit plus en détail dans l'article précité) et le coefficient ck correspond alors au produit scalaire de l'hologramme numérique H et de cette ondelette de Gabor gik, pk prise au point de coordonnées (h, L) dans le plan PH de l'hologramme numérique H. [0056] Chaque atome ak (défini comme indiqué ci-dessus) correspond ainsi à un rayon lumineux diffracté au niveau du point de coordonnées (h, ty) de l'hologramme numérique H avec une direction définie par un angle d'azimut 01 [1 ;1\4] définissant l'ordonnancement obtenu et telle que : [0100] 0Cf,, Ij lent,' si 10Cfhw - OC';,1 Apf,i) si 10C'; - lent,' si 10Cfh_m - OC';,1