КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 18-79-00277
НазваниеОптико-цифровая дифракционная система формирования трехмерных сцен с улучшенным отношением сигнал/шум
РуководительЧерёмхин Павел Аркадьевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", г Москва
| Период выполнения при поддержке РНФ | 07.2018 - 06.2020 |
Конкурс№29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-708 - Лазерно-информационные технологии
Ключевые словацифровая голография, динамическое отображение, трехмерная сцена, дифракционный оптический элемент, шумоподавление, цифровая фотокамера, отношение сигнал/шум, оптическое воспроизведение, пространственно-временной модулятор света, численная реконструкция, объемное изображение, оптическая обработка информации, цифровая регистрация, голографическое видео, голографическая память
Код ГРНТИ47.37.00 29.03.31 28.23.15
СтатусУспешно завершен
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Данный проект направлен на разработку новых и совершенствование существующих оптико-цифровых средств регистрации, обработки, преобразования и формирования трехмерных световых распределений. Актуальность проблемы определяется необходимостью повышения качества информации, регистрируемой и формируемой при использовании оптико-цифровых систем. В проекте данная проблема решается путем применения специально разрабатываемых методов высокоточной компенсации факторов, ухудшающих качество регистрации и вывода изображений, учитывающей параметры регистраторов (цифровых фотокамер) и средств отображения (пространственно-временных модуляторов света).
Системы на основе дифракционной оптики и цифровой голографии позволяют регистрировать 3D-сцены и воспроизводить их как численно (т.е. на компьютере), так и оптически (например, выводом голограмм на пространственно-временные модуляторы света и освещением их когерентным излучением). Такие голографические системы имеют множество преимуществ: например, возможность многократного использования и обработки голограммы, вычисления амплитуды и фазы зарегистрированной волны с голограммы, математической реконструкции зарегистрированного светового поля и др. Однако как при регистрации подобных интерференционных картин от объектного и опорного пучков (т.е. цифровых голограмм) на цифровую фото- или видеокамеру, так при их воспроизведении невозможно избежать потерь информации об объекте по различным причинам.
Например, в случае оптического воспроизведения информации с цифровых голограмм качество объемных сцен серьезно ухудшается неточностями отображения сигнала на пространственно-временных модуляторах света (ПВМС) (например, бинарность в случае микромеханических ПВМС; флуктуаций модуляции фазы в жидкокристаллических ПВМС вследствие ступенчатой структуры управляющего напряжения и др.). Путем решения, например, в случае жидкокристаллических ПВМС является введение синхронизации с источником изучения или с регистрирующей камеры. Однако это приводит к снижению яркости отображаемой сцены в десятки раз, что не позволяет использовать подобные методы для качественного восстановления сцен больших 1х1х1 см3.
Следующее ограничение – это необходимость пространственного отделения «+1» (информативного) дифракционного порядка, содержащего восстановленное изображение объекта, от «0» и «-1» (неинформативных) при численном восстановлении изображений с цифровых голограмм. Это приводит к дополнительному уменьшению числа элементов разрешения в регистрируемом изображении объекта. Чтобы этого избежать, используют осевую схему записи цифровых голограмм с применением метода фазовых шагов. Главным недостатком данной схемы является необходимость устойчивого положения экспериментальной установки при записи цифровых голограмм. Другой вариант решения проблемы пространственного разделения порядков дифракции – использование методов численного подавления неинформативных дифракционных порядков при восстановлении полей с голограмм. Однако наиболее широко используемые методы, например, метод обнуления области пространственных частот, имеет различные недостатки: снижение качества границ отображаемого объекта и уменьшение контрастности.
Ещё одним ограничением, являющимся общим для классической и цифровой голографии, является наличие спеклов на восстановленных изображениях, вследствие использования когерентного излучения. Методы, используемые в цифровой голографии для уменьшения спекл-шума, можно разделить на две группы: оптические методы и методы цифровой фильтрации. Оптические методы основываются на использовании увеличенного количества информации об объекте путём съёмки нескольких голограмм при различных условиях. Это приводит к снижению оперативности регистрации информации. Методы цифровой фильтрации применяются для одиночной голограммы и используют информацию о типе и характеристиках объекта. Однако наиболее широко используемые методы приводят к потере резкости в первую очередь вследствие усредняющих эффектов по ближайшим пикселям.
Следующим важным фактором, снижающим качество восстановленных изображений, является наличие шумов и ограниченность динамического диапазона фотосенсоров регистрирующих камер. Данный фактор преодолевается путём регистрации группы (обычно минимум нескольких десятков) голограмм под одним или различными углами относительно источника излучения, плоскости цифровой камеры и др. Однако это не позволяет производить запись динамического голографического видео, а также компенсировать неоднородности чувствительности и темнового сигнала пикселей.
Для существенного улучшения качества численного и оптического формирования двумерных изображений и 3D-сцен необходим быстрый и точный учет указанных проблем. С учетом вышесказанного, предлагаемый проект направлен на одновременное решение следующих взаимосвязанных между собой задач:
1) Создание метода прецизионной компенсации шумов цифровых голограмм и восстанавливаемых изображений 3D-сцен с них, использующего особенности используемой системы регистрации, на основе учета как временных, так и пространственных шумов фотосенсора камер.
2) Разработка метода повышения качества численной реконструкции трехмерных сцен с регистрируемых голограмм путем использования цифровой постобработки.
3) Апробация разрабатываемого метода улучшения качества оптического восстановления изображения путем уменьшения глубины модуляции фазы пространственно-временного модулятора света при выводе голограммы.
4) Оптическое отображение сцен с повышенным отношением сигнал/шум при совместном применении различных методов улучшения качества воспроизведения.
Апробация разрабатываемых методов предполагается при создании оптико-цифровой дифракционной системы численного и оптического формирования трехмерных сцен с улучшенным отношением сигнал/шум относительно существующих.
Учет влияния шумовых параметров регистрирующих камер и средств отображения позволит компенсировать их до вывода дифракционных оптических элементов, формирующих трехмерные сцены.
Новизна проекта определяется тем, что в результате его выполнения будет создан набор новых взаимосвязанных цифровых методов регистрации и обработки, а также оптического формирования изображений, обеспечивающий как улучшение характеристик существующих оптико-цифровых систем, так и создание оптико-цифровых систем с новыми пользовательскими возможностями. Это должно позволить упрощение и удешевление систем микроскопии, интерферометрии, голографического видео и голографической памяти.
Ожидаемые результаты
По итогам предлагаемого проекта должны быть получены следующие основные результаты:
1. Результаты анализа особенностей методов улучшения качества численного восстановления «плоских» изображений и 3D-сцен с цифровых голограмм числом пикселей до 4096х4096 путем численной фильтрации неинформативных дифракционных порядков. Должны быть получены зависимости характеристик восстановленных изображений с голограмм от количества используемых градаций, доли площади рассматриваемого полезного порядка дифракции и др. Будут учитываться реально существующие параметры, например, шумовые характеристики цифровых камер с ПЗС- и КМОП-матрицами.
2. Разработка нового оригинального метода улучшения качества численной реконструкции трехмерных сцен с регистрируемых цифровых голограмм путем использования цифровой фильтрации. Выявлены аналитические особенности разработанного метода, определяющие его преимущества в сравнении с другими методами.
3. Создание метода прецизионной компенсации шумов цифровых голограмм числом пикселей до 2048х2048 и восстанавливаемых изображений 3D-сцен с них, использующего особенности используемой системы регистрации, на основе учета как временных, так и пространственных шумов фотосенсора камер. По результатам апробации метода должны быть получены оценки возможных величин увеличения отношения сигнал/шум в регистрируемых голограммах.
4. Экспериментальная апробация разрабатываемого метода улучшения качества оптического восстановления изображения путем уменьшения глубины модуляции фазы пространственно-временного модулятора света при выводе голограммы. Число отсчетов голограммы составит до 1920х1080, глубина модуляции будет иметь диапазон от долей pi до 2pi.
5. Проведение оптических экспериментов по совместному применению трех методов улучшения качества оптического восстановления цифровых голограмм: уменьшение глубины модуляции фазы пространственно-временного модулятора света при выводе голограммы, преобразование в киноформ и мультиплицирование. Должно быть получено качественное и количественное сходство характеристик численно восстановленных изображений с восстановленными путём вывода на пространственно-временные модуляторы света. По результатам проведенных экспериментов будут выявлены достоинства и недостатки различных методов при их использовании в динамическом отображении объёмных сцен (т.е. при записи цифровых голограмм объёмных сцен и их численном и оптическом восстановлении в режиме реального времени), а также передачи по каналам связи.
Эти результаты позволят использовать в различных областях применения дифракционной оптики и цифровой голографии, например, внеосевые цифровые голограммы как более универсальный тип, чем осевые голограммы, а также фазовые пространственно-временные модуляторы света, имеющие лучшие количественные параметры, чем амплитудные модуляторы, но до разработки методов более высокий уровень шума при оптической реконструкции сцен.
Данные результаты позволят существенно продвинуться в разработке и создании оптико-цифровых систем регистрации, преобразования и воспроизведения изображений.
В ходе выполнения проекта все разработанные методы должны быть экспериментально апробированы при построении экспериментальных образцов конкретных оптико-цифровых систем, а именно:
1) системы регистрации цифровых голограмм и восстановления трехмерных сцен с них,
2) системы улучшения качества дифракционных элементов и оптического отображения двумерных изображений и трехмерных сцен.
Значимость планируемых результатов состоит в том, что они составят теоретическую и экспериментальную базу, необходимую для повышения характеристик существующих оптико-цифровых систем, а также для создания новых типов таких систем, в том числе введением автоматизации функционирования и дополнением новыми техническими и пользовательскими возможностями.
По результатам разработки данного проекта в ближайшей перспективе будет возможно создание:
1) систем численного отображения объемных сцен с использованием цифровой голографии с повышенным отношением сигнал/шум, в том числе для задач:
- микроскопии (например, исследования объектов размерами в доли или единицы нанометров);
- интерферометрии (например, исследование изменение показателя преломления материалов);
- голографической памяти (в частности, снижение ошибок считывания страниц двоичных данных формата ECMA-377).
2) систем динамического оптического воссоздания сцен с использованием цифровой голографии, в том числе в режиме реального времени, для задач:
- передачи информации,
- системы трехмерной связи,
- кодирования и декодирования информации с высокой криптостойкостью,
По результатам, полученным в ходе выполнения данного проекта, будут опубликованы не менее чем 7 работ, из них не менее 4 в журналах, входящих в базы данных «Сеть науки» (Web of Science Core Collection) или «Скопус» (Scopus).
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2018 году
При реализации проекта в 2019 году проводились следующие работы:
1) Анализ особенностей существующих методов улучшения качества численного восстановления «плоских» изображений и 3D-сцен с цифровых голограмм числом пикселей до 4096х4096 путем численной фильтрации неинформативных дифракционных порядков.
2) Проведение численных экспериментов для оценки зависимостей характеристик восстановленных изображений с голограмм от количества используемых градаций, доли площади рассматриваемого полезного порядка дифракции и др. Учитывалсиь реально существующие параметры, например, шумовые характеристики цифровых камер.
3) Разработка нового оригинального метода улучшения качества численной реконструкции трехмерных сцен с регистрируемых цифровых голограмм путем использования методов цифровой обработки изображений и численной фильтрации.
4) Выявление аналитических особенностей разработанного метода, определяющие его преимущества в сравнении с другими методам.
5) Сравнение разработанного метода с существующими методами.
6) Проведение численных экспериментов для проверки разработанного метода повышения качества восстановления сцен с цифровых голограмм.
7) Разработка методов учета параметров используемых модуляторов света для вывода дифракционных оптических элементов.
8) Численная апробация методов учета параметров используемых модуляторов света для вывода дифракционных оптических элементов.
9) Анализ и обработка полученных результатов экспериментов.
При проведении указанных работ получены следующие основные результаты:
1) Метод улучшения качества численной реконструкции трехмерных сцен с регистрируемых цифровых голограмм путем использования методов цифровой обработки изображений и численной фильтрации.
2) Результаты анализа особенностей существующих методов улучшения качества численного восстановления «плоских» изображений и 3D-сцен с цифровых голограмм числом пикселей до 4096х4096 путем численной фильтрации неинформативных дифракционных порядков.
3) Результаты численных экспериментов: зависимости характеристик восстановленных изображений с голограмм от количества используемых градаций, доли площади рассматриваемого полезного порядка дифракции и др. Учтены реально существующие параметры, например, шумовые характеристики цифровых камер.
4) Результаты численных экспериментов для проверки разработанного метода повышения качества восстановления сцен с цифровых голограмм.
5) Метод учета параметров используемых пространственно-временных модуляторов света для вывода дифракционных оптических элементов.
6) Результаты численной апробации метода учета параметров используемых модуляторов света для вывода дифракционных оптических элементов.
Публикации
1. Черёмхин П.А., Евтихиев Н.Н., Краснов В.В., Стариков Р.С. Shot noise vs fixed pattern noise: what has higher effect on digital hologram quality? Proceedings of SPIE, Vol. 10834, 2018, Pp. 108340D. (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1117/12.2319621
2. Черёмхин П.А., Краснов В.В., Стариков Р.С. Speckle suppression and error reduction by synthesis and display of multiple kinoforms with sparsed image implementing dummy-area technique Proceedings of SPIE, Vol. 10834, 2018, Pp. 108341Z (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1117/12.2319600
3. Черёмхин П.А., Курбатова Е.А. Wavelet compression of off-axis digital holograms using real/imaginary and amplitude/phase parts Scientific Reports, 9, Article number: 7561 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1038/s41598-019-44119-0
4. Краснов В.В., Шифрина А.В., Эрькин И.Ю. Подавление спекл-шума за счет динамического отображения набора киноформов, содержащих разреженные изображения VIII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ФОТОНИКЕ И ИНФОРМАЦИОННОЙ ОПТИКЕ: Сборник научных трудов. М.: НИЯУ МИФИ, 2019., c. 733-734 (год публикации - 2019)
5. Рымов Д.А., Черёмхин П.А. Неитеративный нелинейный метод фильтрации порядков дифракции в цифровой голографии VIII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ФОТОНИКЕ И ИНФОРМАЦИОННОЙ ОПТИКЕ: Сборник научных трудов. М.: НИЯУ МИФИ, 2019., c. 729-730 (год публикации - 2019)
Аннотация результатов, полученных в 2019 году
При реализации проекта в 2019-2020 гг. проводились следующие основные работы:
1) Разработка и численная апробация метода прецизионной компенсации шумов цифровых голограмм и восстанавливаемых изображений 3D-сцен с них, использующего особенности используемой системы регистрации, на основе учета как временных, так и пространственных шумов фотосенсора камер.
2) Анализ и исследование применимости различных вариаций метода диффузии ошибки для бинаризации цифровых голограмм с целью вывода на микрозеркальные пространственно-временные модуляторы света с получением оценок качества восстановления.
3) Численная и экспериментальная апробация метода улучшения качества оптического восстановления трехмерных сцен путем уменьшения глубины модуляции фазы пространственно-временного модулятора света при выводе голограммы.
4) Разработка и апробация итеративного метода бинаризации цифровых голограмм диффузией ошибки, позволяющего повысить качество оптического восстановления изображений относительно одношаговых методов.
5) Проведение численных и оптических экспериментов по совместному применению трех методов улучшения качества оптического восстановления изображений с цифровых голограмм и дифракционных оптических элементов: уменьшение глубины модуляции фазы пространственно-временного модулятора света при выводе голограммы, преобразование в киноформ и мультиплицирование
6) Разработка и апробация методов синтеза голограмм и киноформов с использованием нейронной сети для оптического восстановления с использованием пространственно-временных модуляторов света
7) Оценка достоинств и недостатков различных методов при их использовании в динамическом отображении объёмных сцен (т.е. при записи цифровых голограмм объёмных сцен и их численном и оптическом восстановлении в режиме реального времени), а также передачи по каналам связи.
8) Написание публикаций, выступления на конференциях.
В ходе выполнения Проекта появилось множество информационных ресурсов, которые ссылались на выполненные задачи, в том числе:
1) «Цифровая голография: реальность на грани фантастики» (РИА Новости, https://ria.ru/20191216/1562363454.html ; многие издания ссылаются на нее: например, https://oane.ws/2019/12/17/uchenye-rasskazali-o-sekretah-cifrovoj-golografii.html
https://planet-today.ru/novosti/nauka/item/116175-uchenye-raskryli-sekrety-tsifrovoj-golografii и др.)
2) Ученые научились сжимать цифровые голограммы в 380 раз («Интерфакс», https://academia.interfax.ru/ru/news/articles/3154/ )
3) «От фотоники до лазерных технологий: чем занимаются в лаборатории оптической обработки информации?» (обзор работ, НИЯУ МИФИ, https://mephi.ru/content/news/1387/130706/ ),
4) «Цифровые голограммы удалось сжать в 380 раз, сохранив высокое качество» («Открытая наука», РВК https://openscience.news/posts/1801-tsifrovye-gologrammy-udalos-szhat-v-380-raz-sohraniv-vysokoe-kachestvo ) и др.
При проведении указанных работ получены следующие основные результаты:
1) Метод прецизионной компенсации шумов цифровых голограмм и восстанавливаемых изображений 3D-сцен с них.
2) Результаты численной апробации метода прецизионной компенсации шумов, в том числе с оценкой возможных величин увеличения отношения сигнал/шум. Разработанный метод позволил улучшить качество восстановленных изображений более чем в 2,7 раза.
3) Результаты сравнения по качеству восстановления применения различных вариаций метода диффузии ошибки для бинаризации цифровых голограмм с целью вывода на микрозеркальные пространственно-временные модуляторы света. Наиболее высокое качество восстановленных изображений обеспечивают методы стандартной диффузии ошибки Стаки и Аткинсона, а также методы точечной диффузии.
4) Результаты численной апробации разрабатываемого метода улучшения качества оптического восстановления трехмерных сцен путем уменьшения глубины модуляции фазы пространственно-временного модулятора света при выводе голограммы. Метод позволил достичь улучшения качества более 4 раз по величине нормированного среднеквадратического отклонения (НСКО) восстановленного с голограммы изображения относительно исходного восстановления с амплитудной голограммы
5) Результаты экспериментальной апробации разрабатываемого метода улучшения качества оптического восстановления изображения путем уменьшения глубины модуляции фазы пространственно-временного модулятора света при выводе голограмм. Величина спекл-контраста была снижена в среднем на 20% даже без компенсации флуктуаций используемого пространственно-временного модулятора света.
6) Итеративный метод бинаризации цифровых голограмм диффузией ошибки, позволяющий повысить качество оптического восстановления изображений относительно одношаговых методов.
7) Результаты апробации разработанного итеративного метода бинаризации цифровых голограмм диффузией ошибки. Он позволил повысить качество до 12% по сравнению со случаем стандартной диффузии ошибки (т.е. случаем 1 итерации).
8) Результаты численных экспериментов по совместному применению трех методов улучшения качества оптического восстановления цифровых голограмм: уменьшение глубины модуляции фазы пространственно-временного модулятора света при выводе голограммы, преобразование в киноформ и мультиплицирование.
9) Результаты оптических экспериментов по совместному применению трех методов улучшения качества оптического восстановления изображений с цифровых голограмм и с дифракционных оптических элементов: уменьшение глубины модуляции фазы пространственно-временного модулятора света при выводе голограммы, преобразование в киноформ и мультиплицирование. Полученные результаты сходны с представленными в численных экспериментах.
10) Метод синтеза амплитудных компьютерных голограмм с использованием нейронной сети. Метод обеспечивает синтез голограмм с качеством восстановления, соответствующим использованию стандартных методов синтеза голограмм. Однако при этом синтез сетью можно еще дополнительно ускорить.
11) Метод синтеза киноформов с использованием нейронной сети. Полученные результаты демонстрируют возможности не только оперативности синтеза киноформов и дифракционных оптических элементов с применением машинного обучения (ускорение более 1,8 раза), но и получения качества восстановления изображений, соответствующего время затратным итеративным методам.
12) Результаты оценки достоинств и недостатков различных методов при их использовании в динамическом отображении объёмных сцен (т.е. при записи цифровых голограмм объёмных сцен и их численном и оптическом восстановлении в режиме реального времени), а также передачи по каналам связи; обобщение полученных в ходе выполнении проекта результатов, формулировка указаний и методик по их применению. Из 9 основных разработанных и исследованных методов семь могут быть использованы в динамическом отображении объёмных сцен в реальном или квазиреальном режиме времени, в том числе при передаче по каналам связи, а еще два существенно сложнее использовать в динамическом отображении.
13) Публикация 12 работ, в том числе 3 из них входят в журналы, входящие в базы данных «Сеть науки» (Web of Science Core Collection) или «Скопус» (Scopus), и 7 в базу данных РИНЦ. Сделаны 10 докладов на 7 Международных конференциях.
Публикации
1. Курбатова Е.А., Родин В.Г., Черёмхин П.А. Итеративная бинаризация цифровых голограмм с применением метода диффузии ошибки (Iterative binarization of digital holograms using error diffusion) Автометрия, Том 56, № 2, c. 118-125 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.15372/AUT20200213
2. Черемхин П.А., Евтихиев Н.Н., Краснов В.В., Родин В.Г. Fast increase of quality of optically reconstructed images in digital holography Proceedings of SPIE, Vol. 11306, Pp. 113060W (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1117/12.2548306
3. Черёмхин П.А., Евтихиев Н.Н., Краснов В.В., Родин В.Г., Рымов Д.А., Стариков Р.С. Machine learning methods for digital holography and diffractive optics Procedia Computer Science, Vol. 169, Pp. 440-444 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.02.243
4. Черёмхин П.А., Курбатова Е.А. Binarization of digital holograms by thresholding and error diffusion techniques Digital Holography and 3-D Imaging, 2019, Pp. Th3A.18. (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1364/DH.2019.Th3A.22
5. Гашигуллин Д.Р., Черёмхин П.А. Оценка влияния временных и пространственных шумов сенсоров камер на отношение сигнал/шум в восстанавливаемых изображениях с цифровых голограмм Сборник трудов Международной молодежной научной конференции «XXIV Туполевские чтения (школа молодых ученых)», Казань, Т.5, c.474-477 (год публикации - 2019)
6. Евтихиев Н.Н., Рымов Д.А., Стариков Р.С., Черёмхин П.А. Синтез компьютерных голограмм с использованием машинного обучения IX МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ФОТОНИКЕ И ИНФОРМАЦИОННОЙ ОПТИКЕ: Сборник научных трудов. М.: НИЯУ МИФИ, 2019., c. 689-690. (год публикации - 2020)
7. Курбатова Е.А., Родин В.Г., Черёмхин П.А. Варьирование весовыми коэффициентами матриц при бинаризации цифровых голограмм операцией диффузии ошибки IX МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ФОТОНИКЕ И ИНФОРМАЦИОННОЙ ОПТИКЕ: Сборник научных трудов. М.: НИЯУ МИФИ, 2019., c. 687-688 (год публикации - 2020)
8. Курбатова Е.А., Черёмхин П.А. Бинаризация цифровых голограмм для задач с применением микрозеркального модулятора Сборник трудов XVI Международной конференции «ГОЛОЭКСПО – 2019», п. Стрельна (г. Санкт-Петербург), c.316-318. (год публикации - 2019)
9. Курбатова Е.А., Черёмхин П.А. Применение стандартных методов бинаризации на оптически зарегистрированных цифровых голограммах Сборник трудов XXXI Международной Школы-симпозиума по голографии, когерентной оптике и фотонике, г. Екатеринбург, c.48-50 (год публикации - 2019)
10. Курбатова Е.А., Черёмхин П.А. Оценка качества компрессии голографической информации методами диффузии ошибки с вариативными направлениями обхода Сборник трудов международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики–2019», Санкт–Петербург, c.226-227 (год публикации - 2019)
11. Рымов Д.А., Черёмхин П.А. Сравнение линейной и нелинейной фильтрации нежелательных порядков дифракции в цифровой голографии Сборник трудов международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики–2019», Санкт–Петербург, c.240-241 (год публикации - 2019)
12. Черёмхин П.А. Возможности повышения качества цифровых голограмм: многократная экспозиция, компенсация шумов фотосенсора камер и варьирование радиометрических параметров Сборник трудов XXXI Международной Школы-симпозиума по голографии, когерентной оптике и фотонике, г. Екатеринбург, c.41-43 (год публикации - 2019)
13. - Цифровые голограммы удалось сжать в 380 раз, сохранив высокое качество «Открытая наука», РВК, Дата: 03.07.2019. Фонд и номер гранта указаны в тексте новости. (год публикации - )
14. - Сотрудники Института ЛаПлаз приняли участие в конференции «Digital Holography & 3-D Imaging 2019» НИЯУ МИФИ, Дата: 25.07.2019. Фонд и номер гранта указаны в тексте новости. (год публикации - )
15. - От фотоники до лазерных технологий: чем занимаются в лаборатории оптической обработки информации? НИЯУ МИФИ, Дата: 05.07.2019. Дана прямая ссылка на статью, в которой указан Фонд и номер гранта. (год публикации - )
16. - Ученые научились сжимать цифровые голограммы в 380 раз Интерфакс, Дата: 27.06.2019. Даны ссылки на новость и публикацию, где указано название Фонда и номер гранта. (год публикации - )
17. - Цифровая голография: реальность на грани фантастики РИА Новости, Дата: 16.12.2019. Фонд и номер гранта указаны в тексте новости, также указана ссылка на статью, выполненную при поддержке гранта. Многие издания ссылаются на нее: например, https://oane.ws/2019/12/17/uchenye-rasskazali-o-sekretah-cifrovoj-golografii.html (год публикации - )
Возможность практического использования результатов
Полученные результаты позволят существенно продвинуться в разработке и создании оптико-цифровых систем регистрации, преобразования и воспроизведения изображений. Среди основных областей внедрения стоит отметить:
а) цифровая голографическая микроскопии (удешевление систем; улучшение качества, увеличение разрешения и количества отсчетов восстановленных объектов; в частности при исследования объектов размерами в доли или единицы нанометров);
б) цифровая голографическая интерферометрии (удешевление систем; увеличение разрешения оценки смещений объекта; в частности при измерениях изменений показателя преломления материалов);
в) удаленное отображение статических и динамических 3D-сцен, системы голографического видео (удешевление систем; улучшение качества, увеличение разрешения и количества отсчетов восстановленных объектов; в частности развитие технологий трёхмерной связи);
г) системы голографической памяти (увеличение плотности полезной информации в единице объема голографических сред; в частности, снижение ошибок считывания страниц двоичных данных формата ECMA-377);
д) системы цифрового и оптического кодирования информации на основе цифровой голографии (улучшение качества декодирования либо повышение криптостойкости) (так как требуется численное восстановление зарегистрированных закодированных изображений, то необходимо решение некорректной проблемы; в результате качество восстановления в значительной степени будет зависеть от величины шума; поэтому снижение шума при кодировании позволяет улучшить декодирование информации либо повысить криптостойкость).