Цифровая голография — это группа методов, позволяющих регистрировать и впоследствии воссоздавать изображения двумерных (2D) и трехмерных (3D) объектов. В ее основе лежат принципы классической голографии, только регистрация интерференционной картины, формируемой опорным и исходящим от объекта пучками света, производится на цифровую камеру. Полученный таким образом снимок представляет собой цифровую голограмму.

В настоящее время быстро растут требования к увеличению объема памяти для хранения данных и скорости их передачи, к качеству отображения 3D-информации. Поэтому сжатие данных, в том числе зарегистрированных голографически, становится все более актуальной задачей.

С помощью существующих методов сжатия цифровых изображений размеры файлов можно уменьшить в десятки раз. Ученые НИЯУ МИФИ разработали новый метод, позволяющий сжимать полученные с помощью цифровой голографии данные почти в 400 раз, то есть на порядок больше обычного. Их работа опубликована в высокорейтинговом международном журнале Scientific Reports, выпускаемом издательством Nature.

С помощью нового метода можно, к примеру, сжать голографическое видео объемом 1 Тб всего до 3 Гб. Для этого после записи голограммы проводится анализ фурье-спектра, выделяется информативная часть и далее производится вейвлет-обработка. Метод включает в себя анализ особенностей отдельных голограмм, что обеспечивает высокое качество восстановления изображений.

— Для создания новой методики мы объединили набор методов из областей голографии, анализа снимков, адаптивных систем. Часть из них никогда ранее не применялась для компрессии данных в цифровой голографии. Было проанализировано несколько тысяч возможных комбинаций разных параметров и найдены оптимальные соотношения для сжатия голограмм. Сейчас мы продолжаем улучшать эту технологию и считаем, что можем добиться компрессии до тысячи раз, — комментирует один из авторов исследования, к.ф.-м.н., доцент Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Павел Черемхин.

Разработка сделана в рамках выполнения гранта Российского научного фонда (РНФ) № 18-79-00277.