• 한국광학회지
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• 제26권2호
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• pp.88-97
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• 2015

전방위 광학계는 360도의 방위각과 지평선 위와 아래의 수직화각에 대한 상을 동시에 결상이 가능한 광학계이다. 본 논문에서는 제작을 쉽게 하면서 크기가 작아지도록 하기 위해서 가운데에 구멍이 뚫려있는 옵스큐레이션(obscuration)을 갖는 구면거울 1장과 평면거울 1장으로 이루어진 거울계 및 이 거울계에서 반사하여 구면거울의 옵스큐레이션을 통과한 시야각 범위 안의 광을 결상하는 구면렌즈 3개와 하나의 구면 이중렌즈로 구성된 결상렌즈계를 사용하는 가시광용 반사굴절식 전방위 광학계를 설계하고 제작하여 전방위 영상을 실제로 결상하였다. 그리고 자동차 앞, 뒷번호판의 영상을 보고 이 전방위 광학계의 통과 공간주파수를 측정하고, ISO 12233 차트의 영상으로부터 전방위 광학계의 수직화각을 측정하여 광학계의 성능을 평가하였다. 이 결과 전방위 광학계의 수직화각은 $+53^{\circ}{\sim}-17^{\circ}$이며, 방위각은 $360^{\circ}$이고, 3 m 거리에서 자동차 앞번호판의 숫자를 구별할 수 있었는데, 이는 135 lp/mm의 통과 공간주파수에 해당한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.81-86
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• 2024

영상 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)는 카메라 센서로부터 획득된 RAW 영상을 사람의 눈에 보기 좋은 sRGB 영상으로 변환한다. RAW 영상은 sRGB 영상에 비해 영상 처리에 도움이 되는 정보를 가지고 있지만 상대적으로 큰 용량으로 인해 주로 sRGB 영상만 저장되고 사용된다. 또한, 실제 카메라의 ISP 과정이 공개되어 있지 않아 그 역과정을 모사하는 것은 매우 어렵다. 이에 sRGB와 RAW 영상의 상호 변환을 위한 카메라 ISP 모델링 연구가 활발히 진행되고 있으며, 최근 기존의 단순한 ISP 신경망 구조를 고도화하고 실제 카메라 ISP의 동작과 유사하게 카메라 파라미터(노출 시간, 감도, 조리개 크기, 초점 거리)를 직접 반영하는 ParamISP[1] 모델이 제안되었다. 하지만 ParamISP[1]를 포함한 기존의 연구는 카메라 ISP를 모델링함에 있어 렌즈로 인해 발생하는 렌즈 쉐이딩(Lens Shading), 광학 수차(Optical Aberration), 렌즈 왜곡(Lens Distortion) 등을 고려하지 않아 복원 성능에 한계가 있다. 본 연구는 ISP 신경망이 렌즈로 인해 발생하는 열화를 보다 잘 다룰 수 있도록 위치 정보 인코딩(Positional Encoding)을 도입한다. 제안하는 위치 정보 인코딩 기법은 영상을 분할하여 패치(Patch) 단위로 학습하는 카메라 ISP 신경망에 적합하며 기존 모델에 비해 영상의 공간적 맥락을 반영할 수 있어 더욱 정교한 영상 복원을 가능하게 한다.

• 한국안광학회지
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• 제20권2호
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• pp.237-246
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• 2015

목적: 본 연구는 안구에 존재하는 항산화효소인 superoxide dismutase(SOD)와 catalase(CAT)가 UV-B에 반복적으로 노출되었을 때 유발되는 구조변성 및 활성저하의 상관관계를 밝히며, 자외선 차단 RGP렌즈의 사용으로 효소의 변성과 활성저하가 효율적으로 차단되는가를 알아보기 위하여 수행되었다. 방법: SOD와 CAT의 표준품으로 각각의 효소용액을 제조하고 하루 30분, 1시간 및 2시간씩 312 nm의 UV-B에 1, 2, 3, 4 및 5일 동안 반복적으로 노출시켰다. 이 때 UV-B에 직접 노출시킨 항산화효소의 구조 및 활성변화를 자외선 차단기능이 있는 RGP렌즈로 UV-B를 차단시킨 경우와 비교하였다. UV-B 반복노출에 따른 SOD와 CAT의 구조변성은 전기영동분석으로 확인하였으며, 이들 효소활성은 분석키트를 이용하여 비색분석법으로 측정하였다. 결과: UV-B에 반복노출된 SOD는 일일 30분 조사조건으로 반복노출되었을 때에도 전기영동분석에서 효소다중화(polymerization)가 관찰되었으나 활성의 변화는 10% 이내로 나타났다. 반면 UV-B에 반복노출된 CAT은 전기영동 시 효소밴드크기나 진하기가 감소하여 구조변성이 나타났음을 확인할 수 있었으며, 반복노출시간이 긴 경우 CAT은 전기영동분석에서 효소밴드를 보임에도 불구하고 그 활성은 완전히 소실되었다. 또한 UV-B 조사로 인한 CAT의 변성은 63.7%의 UV-B 차단기능을 가진 RGP렌즈의 사용으로 어느 정도 억제되었으나 완전히 억제되는 것은 아니었다. 결론: 이상의 결과로 UV-B 반복노출에 따른 항산화효소의 구조변성은 그 종류에 따라 효소활성의 감소정도와 반드시 일치하는 것은 아님을 알 수 있었다. 따라서 자외선으로 인한 항산화효소의 손상을 막기 위하여서는 콘택트렌즈를 착용한 상태에서 자외선 노출시간을 최소화하거나, FDA Class I 차단제에 해당하는 UV 차단율을 가지는 콘택트렌즈를 착용 또는 이에 상응하는 UV차단율을 가지는 선글라스를 덧착용할 것을 권장한다.

• 한국안광학회지
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• 제17권4호
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• pp.441-447
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• 2012

목적: 본 연구는 주야 관측경에 사용되는 빔 분리프리즘용 $1{\times}$ 광로 연장 어댑터(optical path relay adapter) 설계 개발에 관한 것이다. 방법: 상용 C-mount 경통구조를 가지는 줌렌즈 광학계와 빔 분리프리즘을 사용하여 주간 야간용 관측경을 만들기 위해서는 줌렌즈 광학계의 상의 크기는 변하지 않으면서 결상면의 위치를 길게 늘일 수 있는 광로 연장 어댑터가 필요하다. 이에 우리는 lens module 모드를 사용할 수 있는 CodeV 프로그램을 이용하여 $1{\times}$ 광로 연장 어댑터를 설계할 수 있었다. 결과: 우리는 빔 분리 프리즘을 갖는 주야 관측경용 광로 연장 어댑터를 설계 할 수 있었는데, 이 광학계는 EFL이 -Q56.0 mm, 배율이 +1.0배, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 약 20.4 mm인 특징을 갖는 광학계가 되었다. 이 시스템의 분해능은 40% MTF 값 기준으로 30 lp/mm인 특성을 보여준다. 이 특성은 설계되어진 광로 연장 어댑터는 3세대 영상증폭관(IIT: image intesifier tubes)의 분해능을 충분히 수용할 수 있는 광학계임을 보여준다. 결론: 30 lp/mm에서 MTF 40%인 성능을 가지면서, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 20.4 mm, EFL이 -Q56.0 mm, 배율이+1.0인 광학적 특성을 갖는 광로 연장 어댑터를 설계하여 적용함으로써 우리는 상용 C-mount 결상 경통구조를 가지는 줌렌즈 광학계와 3세대 영상증폭관(IIT)과 빔 분리프리즘으로 이루어진 새로운 형태의 주야 관측경을 개발할 수 있었다.

• 한국안광학회지
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• 제18권2호
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• pp.197-202
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• 2013

목적: 근시안에서 암순응상태의 동공크기를 측정하여 분석해 보고 이에 영향을 주는 요인에 대해 알아보고자 하였다. 방법: 안과적 질환이 없는 근시안 191명(191안)을 대상으로 암순응상태에서 동공측정계(Colvard pupillometer, OASIS medical, USA)를 사용하여 동공의 크기를 측정하였고 연령, 각막크기, 등가구면 굴절이상도, 각막곡률값과 비교분석하였다. 또한, 동공측정계의 재현성을 알아보기 위해 검사자내(intra-examiner) 및 검사자간(inter-examiner)에서의 측정값을 비교하였다. 결과: 암순응상태에서의 평균동공크기는 $6.64{\pm}0.68$ mm(5.00~8.00 mm)였고, 연령이 낮고 각막크기가 클수록 동공크기는 커지는 경향을 보였고 등가구면 굴절이상도가 낮고 각막곡률이 가파를수록 동공크기가 작아지는 경향을 보였다. 동공측정계의 검사자내 및 검사자간에서의 재현성은 매우 높은 것으로 나타났다(Guttman split-half point>0.91). 결론: 암순응상태에서의 동공크기는 연령, 각막크기, 등가구면 굴절이상도, 각막곡률과 관련 있었으며, RGP 콘택트렌즈나 백내장 수술, 굴절교정수술 등에서 발생할 수 있는 불편함을 예방하는데 참고할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5621-5627
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• 2014

라섹 수술 방법을 결정하기 위한 기준을 상세화하고자 고식적인 라섹 수술 전과 후의 고위수차에 영향을 미치는 결정변수들을 분석하였다. 2011년 11월부터 2012년 7월까지 고식적 라섹 수술을 한 대상자 중 수술한지 2개월 후 고위수차검사가 가능한 51명(102안)을 대상으로 하였다. 고위수차는 수술 전 $0.341{\mu}m$에서 수술 후 $0.538{\mu}m$로 증가하였다. 선형회귀분석에서 수술 후의 고위수차 변동에 영향을 미치는 수술 전의 굴절성분은 설명력 크기순으로 각막난시 $J_0$ 성분이 0.400, 굴절성난시 $J_0$ 성분이 0.389, 각막난시량이 0.282, 구면렌즈대응치가 0.239, 굴절성난시량이 0.213, 동공크기가 0.194였다. 다중회귀분석에서 수술 후의 고위수차와 통계적으로 의미가 있는 변수는 각막난시 $J_0$ 성분, 동공크기, 구면렌즈대응치였다. 따라서 개인에게 적합한 수술 방법 결정을 위해서는 고위수차와 더불어 파워벡터분석에 의한 각막난시도 함께 고려하는 것이 필요하다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.438-456
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• 2010

홍채 인식은 고유한 홍채 패턴을 이용하여 신원을 확인하는 생체 인식 기술이다. 일반적으로 홍채인식에서 는 홍채 직경이 200 화소(pixel) 이상 되는 고해상도 홍채 영상을 사용하며, 이런 경우 인식률 감소 없이 정확한 홍채 인식 결과를 얻는다고 알려져 있다. 이를 위해 기존의 홍채 인식 시스템들은 줌렌즈 카메라를 사용하지만, 이러한 카메라는 홍채 인식기의 가격과 크기를 증가시키는 요인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 줌렌즈 카메라의 사용 없이 저해상도로 취득된 홍채 영상에서의 인식 정확도를 향상할 수 있는 방법을 제안한다. 본 연구에서는 기존의 방법과 비교하여 다음과 같은 두 가지 장점을 갖는다. 첫째, 기존의 연구에서는 홍채 직경이 200 화소 이하인 저해상도 영상에서의 홍채 인식 성능 감소에 대한 정량적 분석이 진행된 바 없다. 본 연구에서는 홍채 영상의 초점 정도, 눈꺼풀 및 속눈썹 가림 정도의 영향을 배제하고, 홍채 영상의 크기 변화에 따른 인식율의 저하정도를 정량적으로 파악하였다. 둘째, 한 장의 저해상도 홍채 영상을 고해상도 영상으로 복원하기 위해 홍채 영역의 에지 방향에 따라 개별적으로 다르게 학습된 다중 다층 퍼셉트론을 적용함으로써, 복원된 영상에서의 인식 정확도를 향상시켰다. 원 영상대비 6%만큼의 크기로 축소한 저해상도 홍채 영상을 고해상도 영상으로 복원한 결과, 제안하는 방법에 의한 홍채 인식의 EER이 기존의 이중선형보간법에 의한 EER보다 0.133% (1.485% - 1.352%) 만큼 감소됨을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.11-17
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• 2011

본 논문 단일영상 내에 존재하는 피사체의 정보를 객관적인 수치로 구현하는 데 목적이 있다. 이러한 연구를 위해서 2차원의 단일영상이 가진 소실점을 기초로 하였으며, 3D 프로그램을 이용하여 단일영상을 3차원으로 재구성하였다. 또한, 3차원 재구성에 필요한 촬영카메라의 축 설정을 위해서 이미지가 가진 렌즈 화각 및 바닥 패턴을 활용하였다. 이렇게 완성된 3차원 영상은 하나의 기준이 되는 특정 피사체의 크기 값을 안다면 바닥패턴에 있는 모든 피사체의 크기 및 거리 측정이 가능하며 이를 통해 CCTV 또는 기타 범죄 사건의 영상에서 범인 및 단서가 되는 피사체의 기초정보를 획득할 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제11권6호
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• pp.390-394
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• 2000

사람의 홍채 인식을 통항 보안 통제를 하기 위한 광학계를 설계하였다. 이 렌즈는 종색수차와 Petzval sum을 최소로 하는 triplet형이다. 초점거리를 50mm 유효경을 10mm로 하였고 물체로부터 상까지의 거리는 200mm-300mm로 고려하였다. 눈을 고려한 전체 광학계의 성능은 ray-fan과 spot diagram 그리고 회절광학적인 MTF를 계산하여 평가하였다. 홍채의 크기를 고려하여 물체 높이 0mm, 4mm 그리고 6mm 에 대하여, 파장은 Fraunhofer C, d 및 F-line에 대하여 모두 계산한 결과 spot 크기는 0.05mm 직경을 벗어나지 않았고 MTF 값도 물체 높이 6mm에 대한 486mm 파장의 sagittal MTF를 제외하고는 20 lines/mm의 공간주파수에서 0.5이상이 되었다.

• 한국진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.64-69
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• 2003

원자력산업용 소재로 사용되는 가돌로니엄 (Gd, 원자번호 64) 금속을 20 kW 내외의 고출력 전자빔을 이용하여 용융시키고, 그 용융면의 온도 분포를 측정하였다 광학 필터들과 렌즈구경 크기를 조절하여 용융면에서 발생하는 방사강도를 ccd 카메라로 받아들이고 실시간으로 컴퓨터에 저장하였다. 이 방법을 이용하여 전자빔의 출력에 따른 용융면의 크기를 실시간으로 모니터 할 수 있어 안정적인 전자빔의 동작이 가능하였다 그리고 가돌로니엄 금속 용융면을 흑체복사로 가정하고 Planck's law를 적용한 결과는 적외선 온도계로 측정한 결과보다 동일한 전자빔 출력에서 100~$200^{\circ}C$ 높은 값을 보였다.