• 방송공학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.403-415
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• 2011

본 논문에서는 고속으로 디지털 홀로그램을 생성할 수 있는 하드웨어구조를 제안하였다. 수정된 컴퓨터 생성 홀로그램(computer-generated hologram, CGH) 알고리즘을 이용하고, 기존의 한 화소에 대한 홀로그램 전체 화소를 연산하는 방법이 아니라 객체 전체 화소에서 홀로그램의 한 화소씩 연산하는 방법을 선택하여 홀로그램 한 화소씩 계산하고 바로 출력 하여 메모리 병목 현상을 제거하기 위한 파이프라인 기반의 하드웨어 구조를 제안하였다. CGH 알고리즘을 바탕으로 입력부, 연산부, 및 정규화부로 구성된 디지털 홀로그램 생성기의 구조를 제안하였고, 이를 효율적인 하드웨어로 구현하였다. 객체의 화소만 저장하여 반복 사용하기 때문에 메모리의 사용량을 줄일 수 있었다. 제안한 하드웨어는 세로 방향으로 확장을 하여 동작을 병렬화시킬 수 있다. 제안한 하드웨어는 1K의 광원에 대해 HD급 홀로그램을 초당 약 87장을 생성할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제16권2호
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• pp.128-132
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• 2005

주기적인 홀로그램을 제작하기 위한 일반적인 CGH(computer generated hologram)의 설계 프로그램은 회절각 공간에서 설정한 모델 방정식을 사용하고 있다. 따라서 비교적 큰 회절각을 사용하는 경우 평면에서 관찰되는 이미지는 설계와 큰 차이가 생기게 된다. 이를 보정하기 위하여 이러한 오차의 발생원인을 회절이론 분석을 통하여 모델 방정식을 만들었으며 이를 실험을 통하여 검증하였다. 또한 회절각 기반의 기존 프로그램을 교정하지 않으면서 이러한 오차를 보정하기 위한 설계 방법을 제시한다.

• 한국광학회지
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• 제13권6호
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• pp.537-542
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• 2002

서로 다른 null optics를 사용하는 null test의 측정결과를 상호 비교함으로써 null CGH test 신뢰성을 알아보았다. 회전대칭 포물면경(90mm, F/0.76) 형상측정 및 측정장치 정렬용 null CGH를 설계, encoding, 제작 후 null CGH test를 실시하였다. 결과를 평면경을 null optics로 사용하는 autocollimation test측정치와 비교하여 null CGH test의 정확성을 평가하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.548-554
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• 2009

We propose an automatic inspection system for hologram with multiple patterns. The system hardware consists of illuminations, camera, and vision processor. Multiple illuminations using LEDs are arranged in different directions to acquire each image of patterns. The system software consists of pre-processing, pattern generation, and pattern matching. The acquired images of input hologram are compared with their reference patterns by developed matching algorithm. To compensate for the positioning error of input hologram, reference patterns of hologram for different position should be generated in on-line. We apply a frequency transformation based CGH(computer-generated hologram) method to generate reference images. For the fast pattern matching, we also apply the matching method in the frequency domain. Experimental results for hologram of Korean currency are then presented to verify the usefulness of proposed system.

• 방송공학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.706-717
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• 2015

컴퓨터 생성 홀로그램(CGH: computer-generated hologram) 기법은 일반적인 범용 컴퓨터(PC: personal computer)에서도 홀로그램을 쉽게 생성해주는 기술이다. CGH 알고리즘의 연산량은 생성하려는 홀로그램의 해상도 크기와 3D (three-dimensional) 물체의 광원 개수에 따라 결정되기 때문에, 초다광원 물체나 초고해상도 홀로그램을 생성하기 위해서는 방대한 양의 연산이 요구된다. 따라서 CGH 기법을 실용적으로 사용하기 위해서는 CGH 연산량을 줄이거나, 하드웨어의 연산 속도를 높이는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 병렬 분산 컴퓨팅을 이용하여 초다광원 3차원 물체의 홀로그램을 고속으로 생성할 수 있는 시스템을 제안한다. 기존의 방법들은 주로 단일 PC를 이용하여 고속으로 CGH를 연산하는 방법을 사용했기 때문에 연산 능력을 증가시키는데 한계가 있었던 반면, 본 논문에서 제안하는 방법은 서버 PC가 일반적인 GPU가 장착되어 있는 다수의 클라이언트 PC들의 연산 능력을 효율적으로 사용하여 초다광원 물체에 대해 고속으로 CGH를 연산할 수 있다. 실험 결과, 제안하는 방법을 사용하면 157,771개의 광원을 갖는 초다광원 3차원 물체에 대해 1,5361,536 해상도를 갖는 홀로그램을 약 121ms로 생성할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 클라이언트 PC의 수를 증가시킬수록 디지털 홀로그램을 생성하는 시간이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.1267-1274
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• 2007

본 논문에서는 컴퓨터 생성 홀로그램(computer generated holograms, CGH) 기법을 이용해 생성한 디지털 홀로그램을 위한 워터마킹 알고리즘을 제안하였다. 본 연구팀은 일반적인 2차원 디지털 영상들과는 다른 특성을 보이는 디지털 홀로그램을 홀로그램 영역과 전역 2차원 DCT영역에서 분석하였고, 이를 기반으로 새로운 워터마킹 알고리즘을 개발하였다. 제안한 워터마킹 알고리즘을 대상으로 차세대 홀로그래픽 3DTV를 위한 디지털 홀로그램의 전송 수신 단에서 발생할 수 있는 여러 가지 공격들을 수행한 결과 비교적 우수한 특성을 보였다. 특히 전역 2차원 DCT영역에서의 워터마킹 기법이 가우시안 잡음 첨가 이외의 모든 공격에 대해 높은 워터마크 추출율을 보였다. 본 논문에서 제안한 디지털 홀로그램의 분석 방법과 결과, 그리고 디지털 워터마킹 알고리즘은 추후 관련 분야를 연구하는 연구자들에게 하나의 지표가 될 수 있으리라 생각된다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2009년도 IWAIT
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• pp.242-245
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• 2009

This paper proposes an algorithm that increases the speed of generating a Fresnel hologram using a recursive addition operation covering the whole coordinate array of a digital hologram. The 3D object designed to calculate the digital hologram used the depth-map image produced by computer graphics (CG). The proposed algorithm is a technique that performs CGH (computer generated hologram) operation with only the recursive addition from the hologram's whole coordinates by analyzing the regularity between the 3D object and the digital hologram coordinates. The experimental results showed that the proposed algorithm increased operation speed by 30% over the technique using the conventional CGH equation.

• 한국광학회지
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• 제27권3호
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• pp.101-105
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• 2016

본 논문에서는 푸리에 변환의 위상천이 특성을 이용하여 기존의 계산방법보다 처리 속도가 빠르고, 이상적인 CGH의 재생이미지와의 차이가 크지 않은 Phase-only CGH의 새로운 최적화 계산방법을 제시한다. 기존의 수치적인 해를 얻는 접근과는 다르게 푸리에 변환 자체의 위상천이 특성을 이용하여 노이즈를 선택적으로 필터링하는 방법으로 Phase-only CGH를 얻기 때문에 계산속도를 현저하게 줄일 수 있다. 이상적인 CGH와 기존의 방법, 그리고 새로운 계산방법을 통한 CGH를 시뮬레이션을 통하여 각각 SLM에 저장하여 수렴렌즈를 이용한 푸리에 홀로그램 방식으로 이미지를 재생하였다. 그리고 시뮬레이션 재생 이미지를 비교하여 본 연구의 타당성을 살펴보았다. 기존의 방법과 비교하였을 때, 이미지 물체의 질감과 예리도가 이상적인 CGH와 비슷한 정도의 수준으로 향상되었고, 계산속도 또한 크게 줄었음을 알 수 있다.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권4호
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• pp.409-420
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• 2021

We propose a method to synthesize a color non-hogel-based computer-generated-hologram (CGH) from light field data of a three-dimensional scene with a hologram pixel pitch shared for all color channels. The non-hogel-based CGH technique generates a continuous wavefront with arbitrary carrier wave from given light field data by interpreting the ray angle in the light field to the spatial frequency of the plane wavefront. The relation between ray angle and spatial frequency is, however, dependent on the wavelength, which leads to different spatial frequency sampling grid in the light field data, resulting in color aberrations in the hologram reconstruction. The proposed method sets a hologram pixel pitch common to all color channels such that the smallest blue diffraction angle covers the field of view of the light field. Then a spatial frequency sampling grid common to all color channels is established by interpolating the light field with the spatial frequency range of the blue wavelength and the sampling interval of the red wavelength. The common hologram pixel pitch and light field spatial frequency sampling grid ensure the synthesis of a color hologram without any color aberrations in the hologram reconstructions, or any loss of information contained in the light field. The proposed method is successfully verified using color light field data of various test or natural 3D scenes.

• 방송공학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1009-1017
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• 2011

실시간 홀로그래피 방송을 제작하기 위해서는 디지털 홀로그램을 고속으로 생성하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 디지털 홀로그램 생성을 위한 Computer-Generated Holography(CGH) 식의 병렬 구조를 최적화하고, Compute Unified Device Architecture(CUDA)와 Open Multi-Processing (OpenMP) 를 이용한 Multi Graphic Processing Unit(Multi-GPU) 기반의 디지털 홀로그램의 고속 생성을 위한 최적화 기법을 제안한다. 디지털 홀로그램을 생성하는 과정은 독립적인 연산을 할 수 있는 다수의 개체로 병렬화 할 수 있는 구조이기 때문에 이에 특화된 CUDA와 OpenMP를 사용함으로써 CGH식을 고속으로 연산할 수 있다. 여기서 더 나아가 이를 최적화하기 위해서 상수화, 벡터화, 루프풀기 등의 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안된 기법을 통해서 기존 CPU에서의 CGH 연산속도에 비해 약 9,700배 정도의 속도를 개선할 수 있었다.