New-Tech Magazine | May 2020 Digital Edition

הטבעיות האלו והעברתן, תהליך שמצריך כוח מחשוב רב וצורך המון חשמל. על כן, אחד האתגרים המרכזיים שעלינו לפתור כדי שנוכל לבצע את קפיצת המדרגה הבאה בתחום ההולוגרפיה הוא יעילות הקידוד, יצירת ההולוגרמה והעברת המידע ההולוגרפי. כדי לעשות זאת נדרשת טכנולוגיית עיבוד אותות חדשה וזה בדיוק הנושא שהעסיק בחמש השנים האחרונות את Consolidator החוקרים שקיבלו את מענק .) ERC ממועצת המחקר האירופית ( : יצירת INTERFERE פרויקט הולוגרמות, דחיסת מידע והערכה אובייקטיבית של איכותן. הולוגרמה נוצרת מהקרנה של אלומת אור באורך גל מסוים ממקור אור קוהרנטי, כשהתמונה המתקבלת היא למעשה דגם ההתאבכות שאותו אפשר להציג כתמונה באמצעות מטריצה של מספרים מרוכבים. ערכו של כל פיקסל הוא תוצאה של סכום האור שנפלט מכל נקודה בסצנה התלת־ ממדית שלה קו ראייה ישיר עם הפיקסל. פירושו של דבר שהנתונים הסטטיסטיים ומאפייני האות של הולוגרמות שונים בתכלית מאלה של תמונות רגילות שבהן כל פיקסל הוא תוצאה של אלומת אור המגיעה אל הפיקסל (ולא של חזית גל האור). זאת הסיבה שאלגוריתמים מסורתיים לעיבוד תמונה לא יעילים בניתוח המידע הזה. ואם לא די בכך, מכיוון שיש צורך בפיקסלים קטנים כדי לאפשר זוויות עקיפה גדולות (כדי לאפשר זוויות צפייה רחבות), כמות המידע גדולה מאוד ודורשת משאבי מחשוב, אחסון ותקשורת מתאימים ויקרים. מטעם INTERFERE מטרתו של מחקר :) ERC מועצת המחקר האירופית ( ייעול החישוב הנדרש ליצירת הולוגרמות ■ . מכיוון שהולוגרמה מושפעת מכל ולהצגתן המרכיבים של תמונת תלת־מימד, אנחנו זקוקים לאמצעים להצגת תמונה אמיתית ולתמיכה ברזולוציה גבוהה מאוד, כמו גם לשיטות יעילות ליצירת הולוגרמות ומודלים להעברתן. שיטות דחיסה דחיסת הולוגרמות. ■ מסורתיות מסירות מהתמונה מידע חזותי לא חשוב כדי להקטין את גודלה. אחת השיטות הנפוצות היא סינון של תדירויות מרחביות גבוהות שהעין האנושית פחות רגישה להן. אולם, כשמדובר בהולוגרמות, התדירויות

מפת הדרכים לפיתוח צג הולוגרפי :1 תמונה « המרחביות הגבוהות מכילות מידע הנחוץ ליצירת זוויות הצפייה הרחבות יותר ולכן יש צורך בשיטות דחיסה המתאימות למאפייני האות של ההולוגרמה. כדי לעקוב הערכת איכות ההולוגרמה. ■ אחרי איכות ההולוגרמה וההולוגרמה המפוענחת, יש להגדיר שיטות להערכת האיכות. עד כה ניתנה רק תשומת לב מעטה לנושא הזה. גישה אחת ליצירת הולוגרמות משתמשת בענני נקודות (שאותם אפשר ליצור על ידי LIDAR סריקת סצנה טבעית באמצעות סורק לדוגמה). הדרך הפשוטה ביותר לחישוב הולוגרמה לפי ענן נקודות היא לחשב את התפשטות האור עבור כל נקודה בנפרד עד למישור ההולוגרמה. אולם זהו תהליך שדורש כוח חישוב ניכר. INTERFERE השיטה שפותחה בפרויקט מהירה הרבה יותר. היא מחלקת את ענן הנקודותלמקטעים ומחשבתאתההולוגרמות בכל מישור משנה לפי כל הנקודות שנמצאות עד למרחק מסוים ממישור ההולוגרמה. ההולוגרמה (המקומית) שמתקבלת מוקרנת ישירות למישור הבא ביחד עם יתר הנקודות שבסמוך לה, וחוזר חלילה. מכיוון שמישורי המשנה קרובים מאוד זה לזה, התפשטות האור צריכה לכסות רק מרחקים קצרים מאוד וכך נוצרים מקטעי עקיפה קטנים הרבה יותר מהמישור השלם. כמו כן, השיטה הזאת מסירה נקודות המוסתרות על ידי נקודות אחרות. מהירות חישוב הולוגרמות 2,500־ גדולה פי יותר מ

התוצאה: הולוגרמה באיכות זהה לגישה היא INTERFERE המקורית, אולם בשיטת מהר יותר! זאת ועוד, בזמן 2,500 נוצרת פי שחלף מאז סיום הפרויקט שופרה השיטה הזאת עוד יותר וכיום היא משתמשת בתדירות כדי לבנות הולוגרמה רק מהרכיבים הבולטים ביותר. שיפור זה מאיץ את השיטה, !30 המהירה גם ככה, פי פיתוח דור חדששל שיטות דחיסת תמונה דחיסת תמונה היא תהליך מורכב שבדרך כלל מתבצע במספר שלבים. הפרויקט מטעם ) מתמקד ERC מועצת המחקר האירופית ( בשיטת ההתמרה שמפרקת את המידע ההולוגרפי לרכיבי היסוד שלה בהתאם לייצוג הרצוי. השיטה הראשונה שהגיעה לבשלות מעשית Wavelet JPEG ~2000 השתמשה בהתמרת מותאמת עם פיצול עדין של רצועות התדרים הגבוהות, שמכוונת את ההתמרה בצורה גמישה יותר אל עבר התדירויות השולטות (ולא רק אנכית ואופקית). השיטה הזאת מאפשרת לקבל דחיסה טובה יותר או איכות גבוהה יותר, לפי הצורך. כך לדוגמה, עבור תמונות מיקרוסקופיות שלא באותו ציר, 12 עד 11 השיגה השיטה שיפור איכות של דציבל, שהוא שיפור משמעותי. התמרה נוספת שפותחה במיוחד בפרויקט משפיעה על נתוני המופע של INTERFERE ההולוגרמה. רוב מאפנני האור המרחביים ) מאפננים רק את מופע גל האור ולא את SLM ( המשרעת שלו. הבעיה בכך היא שחישובים המשתמשים בנתוני מופע גל האור (הנע

23 l New-Tech Magazine