論文の概要: High-Speed FHD Full-Color Video Computer-Generated Holography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.19579v1
• Date: Wed, 27 Aug 2025 05:24:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-28 19:07:41.503123
• Title: High-Speed FHD Full-Color Video Computer-Generated Holography
• Title（参考訳）: 高速FHDフルカラー映像ホログラフィー
• Authors: Haomiao Zhang, Miao Cao, Xuan Yu, Hui Luo, Yanling Piao, Mengjie Qin, Zhangyuan Li, Ping Wang, Xin Yuan,
• Abstract要約: ホログラフィーは次世代ディスプレイにとって有望な技術だ。 高速で高品質なホログラフィックビデオを生成するには、フレームレートの表示と効率的な計算の両方が必要である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.302001362328134
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Computer-generated holography (CGH) is a promising technology for next-generation displays. However, generating high-speed, high-quality holographic video requires both high frame rate display and efficient computation, but is constrained by two key limitations: ($i$) Learning-based models often produce over-smoothed phases with narrow angular spectra, causing severe color crosstalk in high frame rate full-color displays such as depth-division multiplexing and thus resulting in a trade-off between frame rate and color fidelity. ($ii$) Existing frame-by-frame optimization methods typically optimize frames independently, neglecting spatial-temporal correlations between consecutive frames and leading to computationally inefficient solutions. To overcome these challenges, in this paper, we propose a novel high-speed full-color video CGH generation scheme. First, we introduce Spectrum-Guided Depth Division Multiplexing (SGDDM), which optimizes phase distributions via frequency modulation, enabling high-fidelity full-color display at high frame rates. Second, we present HoloMamba, a lightweight asymmetric Mamba-Unet architecture that explicitly models spatial-temporal correlations across video sequences to enhance reconstruction quality and computational efficiency. Extensive simulated and real-world experiments demonstrate that SGDDM achieves high-fidelity full-color display without compromise in frame rate, while HoloMamba generates FHD (1080p) full-color holographic video at over 260 FPS, more than 2.6$\times$ faster than the prior state-of-the-art Divide-Conquer-and-Merge Strategy.
• Abstract（参考訳）: コンピュータ生成ホログラフィー(CGH)は次世代ディスプレイに期待できる技術である。 しかし、高速で高品質なホログラフィックビデオを生成するには、フレームレートの表示と効率的な計算の両方を必要とするが、(i$)学習ベースのモデルは狭い角スペクトルを持つ過度に滑らかな位相を生成し、深度分割多重化のような高フレームレートフルカラーディスプレイにおいて深刻な色クロストークを引き起こし、フレームレートと色忠実度の間のトレードオフをもたらす。 ($) 既存のフレーム・バイ・フレーム最適化手法は通常、フレームを独立に最適化し、連続するフレーム間の空間的時間的相関を無視し、計算的に非効率な解をもたらす。 本稿では,これらの課題を克服するために,新しい高速フルカラーCGH生成方式を提案する。 まず、周波数変調による位相分布を最適化し、高フレームレートで高忠実度フルカラー表示を可能にするスペクトル誘導深さ分割多重化(SGDDM)を提案する。 第二に、HoloMambaは軽量な非対称なMamba-Unetアーキテクチャで、ビデオシーケンス間の空間的時間的相関を明示的にモデル化し、再構成品質と計算効率を向上させる。 大規模なシミュレーションと実世界の実験により、SGDDMはフレームレートを損なわずに高忠実なフルカラーディスプレイを実現し、一方HoloMambaは260 FPS以上のフルカラーホログラフィックビデオを生成し、260 FPS以上の2.6$\times$は、最先端のDivide-Conquer-and-Merge戦略よりも高速である。

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