본 논문에서는 자동 지문 인식 시스템을 구성하기 위하여 MSF에서 위상 신호만으로 상관이 가능한 POC를 기본 시스템으로 하여, 입력 지문 영상에서 위상 신호를 추출하고 기준 지문 영상의 순환 고조파 필터와 2차원 위상 신호 정합을 시키는 방법을 통해 회전 불변 지문 인식 시스템을 구현하였다. 지문 영상은 내부 전반사 모드로 동작하는 프리즘을 통해 얻고, 지문 영상에 대한 2차원 주파수 발생은 광학적으로 수행하고 위상 신호 추출은 디지털 시스템을 이용하는 광-디지털 하이브리드 형태로 광학의 실시간 병렬 처리 특성과 디지털 알고리즘의 유연성 및 정확성을 상호 보완적으로 이용하였다.
공장 사업장 등에서 발생되는 매연은 대기오염의 원인이 될 뿐만 아니라 인체에도 나쁜 영향을 미친다. 굴뚝에서 발생되는 굴뚝연기의 혼탁도를 측정하는 가장 일반적인 방법은 자동시정측정기를 굴뚝 안에 장착하여 관찰하는 방법이나 미국환경보호청에서 제정한 고정오염원으로부터 방출되는 혼탁한 굴뚝연기의 시각적 결정 방법인 Method 9이 있다. 그러나 이러한 방법은 구축과 유지에 많은 비용이 요구된다. 본 논문에서는 디지털카메라를 이용한 굴뚝연기 혼탁도 측정 모듈 프로그램을 구축한다. 디지털 카메라를 이용하여 굴뚝연기의 사진을 획득하고 DOM(Digital Optical Method)을 사용하여 굴뚝연기의 혼탁도를 측정하는 모듈을 설계하고 구현한다. 또한 구현된 모듈을 다른 방법과 비교 분석하여 우수성을 입증한다.
고화질 디지털 카메라가 널리 보급되면서 디지털 카메라는 단순한 영상 기록 장치가 아닌 정보 저장 매체로써 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 디지털 카메라의 분광 감도가 표준 관측자의 색 일치 함수와 다르기 때문에 카메라로는 색이 정확하게 측정될 수 없다. 본 연구는 카메라 이미지를 피사체의 색 정보를 지니고 있는 sRGB 이미지로 변환하는 방법에 관한 것이다. 디지털 카메라의 출력 신호와 CIE 삼자극치간의 변환 행렬은 Macbeth ColorChecker 24색을 기준 색으로 하여 다중 회귀법을 사용하여 구하였다. 변환 행렬을 이용하여 카메라의 출력 신호로부터 피사체의 실제 색을 찾아내어 이상적인 sRGB 표준 모니터에 정확하게 나타낼 수 있는 RGB 데이터로 변환하였다. Kodak DC220 디지털 카메라로 생성된 Macbeth ColorChecker의 sRGB 이미지와 실제 색과의 평균 색차는 2.1 $\Delta$$E_{ab}$$^{*}$ 시험 색표로 사용된 IT8 Reference KIT(286색)의 sRGB 이미지와 실제 색과의 평균 색차는 4.6 $\Delta$$E_{ab}$$^{*}$ 로 계산되었다. ab/$^{*}$ 로 계산되었다.
컴퓨터 생성 홀로그램(computer-generated hologram, CGH) 기법은 광학 신호들을 근사화한 후 PC에서 수학적인 연산으로 디지털 홀로그램을 생성하는 기술이다. 본 논문에서는 CGH 기법을 하드웨어로 구현할 경우 완벽한 병렬처리와 파이프라이닝이 가능하도록 연산식을 최적화하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 홀로그램의 이전 좌표에서 계산된 값에 일정한 값을 더하여 홀로그램을 생성하는 반복가산 기법의 일반항을 분석하여 하드웨어에 최적화된 수식으로 변형하는 것이다. 최적화된 수식의 경우 현재 좌표의 홀로그램을 계산하기 위해 이전 좌표에서 연산되었던 결과값을 기다렸다 이용하지 않기 때문에 실시간 디지털 홀로그래피를 위한 전용 하드웨어의 설계에 적합할 것이다.
홀로그래픽 스테레오그램은, 양안 스테레오스코픽 영상들을 레이저 기준파와 간섭시켜 생성된 홀로그래픽 패턴을 감광매질인 홀로그래픽 필름에 기록한 후, 이를 다시 광학적 회절을 이용하여 3차원 영상으로 재현하는 3차원 디스플레이의 한 방법이다. 본 논문에서는 다시점의 full-color, full-parallax 영상을 디지털 방식의 스테레오그램으로 제작하여 3차원 입체 영상으로 재현하기 위한 기록 시스템에서, 기록 매질인 홀로그래픽 필름 면에서의 영상을 고해상도 영상 센서를 이용하여 직접 획득하고, 이 영상 정보를 분석하여 광축을 제어함으로써, 왜곡없는 최적의 호겔을 형성하여 높은 회절 효율을 갖는 스테레오그램을 제작하기 위한 방법 및 장치에 대한 연구개발 결과를 기술하였다.
최근에 많은 연구들이 디지털 다기능 디스크(DVD) pick up head나 초정밀 주사 현미경과 같은 회절 한계 이상의 초분해능을 갖는 광학계를 개발하기 위해 annular mask나 ppupil filter 등의 다양한 방법을 이용하고 있다. 본 연구진은 초분해능 광학계 개발에 이용되는 annular mask와 phase modulated filter를 동시에 갖는 환형태의 위상 변조 광학계를 개발하기 위한 연구를 수행해 왔다. 이러한 광학계의 결상 특성은 위상 변조 조건, 즉 환형 폭, 환형 위치, 그리고 변조량에 영향을 받게되는데, 본 연구에서는 이러한 위상 변조 조건을 결정할 수 있는 최적화 프로그램을 개발하였다. 프로그램에 의해 결정된 환형 위상 변조 광학계의 위상 변조 조건에 따른 최적 상면에서의 중심 강도 변화를 조사하였다. 이러한 결과로부터 최대 중심 강도를 갖는 최적의 환형 이상 apodizer 조건을 결정할 수 있었고, 특히 광학계가 구면수차를 포함하는 경우 구면수차량이 증가 할수록 수차 보정 능력이 우수함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 집적영상에서 가상광학과 혼돈 수열(chaos sequence)을 결합하여 3차원 물체 영상을 암호화는 새로운 방법을 제안한다. 먼저 가상 핀홀 배열(virtual pinhole array)을 통하여 2차원 요소영상 배열(EIA)을 생성한 후, 이를 이용해 3차원 물체를 디지털로 만든다. 그 후 혼돈 수열의 논리적 연산을 통해 최종 암호화 영상을 만든다. 이러한 방법은 영상 데이터를 시각화하기 위한 영상의 기본 정보인 픽셀의 값을 변환시키기 때문에 기존의 암호화 방법보다 향상된 암호화 결과를 얻을 수 있다. 실험을 통해 본 암호화 방법의 유효성과 안정성을 검증한다.
디지털 홀로그래피에서 자체 홀로그램을 기준 홀로그램으로 이용하여 왜곡이 제거된 3차원 영상을 얻는 방법에 대하여 연구하였다. 본 연구에서는 반사형 off-axis 홀로그래피 현미경을 구성하여 복수 공액 홀로그램을 얻었고, 복수공액 홀로그램 중 공간 주파수가 작은 부분을 추출하여 기준 홀로그램으로 사용하여 3차원 재생을 하였다. 그리고 이 기준 홀로그램을 이용하여 기울어 짐 왜곡현상을 제거하였다.
본 논문에서는 디지털 콘텐츠의 위 변조, 불법사용 및 복제를 방지하기 위하여 비가시성과 공격에 대한 강인성을 동시에 만족하는 디지털 워터마킹 방법을 소개한다. 이 방법은 워터마크 자체의 강인성을 향상시키기 위해 Fresnel 변환을 이용하여 생성한 워터마크(디지털 홀로그램)를 삽입한다. 워터마크의 삽입위치는 원 영상의 주파수 특성과 워터마크로 사용되는 디지털 홀로그램의 특성을 고려하여 선정한다. 또한 삽입할 워터마크의 양은 2DDWT(2-dimensional discrete wavelet transform)의 변환 레벨을 고려하여 결정한다. 본 알고리듬은 C++을 이용하여 구현하였으며, 자체 제작한 광학 시스템을 테스트 베드로 하여 비가시성과 강인성을 실험하였다. 실험결과 삽입한 워터마크의 비가시성이 충분히 만족되었고, 일반적인 공격방법에 대해 추출된 워터마크의 에러율이 15% 이하의 강인성을 보였다.
본 논문에서는 디지털 홀로그램을 효율적으로 분해하기 위해서 다양한 웨이블릿 함수들을 이용한 프레넬릿 변환 방식을 제안하였다. 제안한 웨이블릿 함수 기반의 프레넬릿 변환들을 구현한 후에 디지털 홀로그램에 적용하고 계수들의 에너지에 대한 특성을 분석한다. 구현한 웨이블릿 함수 기반의 프레넬릿 변환은 광학적으로 획득되거나 혹은 컴퓨터 생성 홀로그램 기법으로 생성된 홀로그램의 복원과 처리에 매우 적합하다. 스플라인 함수의 특성을 분석한 이후에 이를 기반으로 하는 웨이블릿 다해상도 해석 방법에 대해서 살펴본다. 이러한 과정을 통해 광학적 간섭 현상을 통해 생성된 프린지 패턴을 효과적으로 분해할 수 있는 변환 도구를 제안하였다. 다양한 분해 특성을 갖는 웨이블릿 함수기반의 프레넬릿 변환을 구현하였고 이를 이용하여 프린지 패턴을 분해한 결과들을 보인다. 결과를 살펴보면 랜덤 위상의 포함여부에 따라 계수들의 에너지 분포가 크게 다르다는 것을 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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