• 제목/요약/키워드: CGH.

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Methodology and its Hardware Architecture for High-speed Parallel Computation of Computer Generated Hologram (컴퓨터 생성 홀로그램의 고속 병렬 연산을 위한 연산방식 및 하드웨어 구조)

  • Yang, Wol-Sung;Choi, Hyun-Jun;Seo, Young-Ho;Yoo, Ji-Sang;Kim, Dong-Wook
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 한국방송공학회 2010년도 추계학술대회
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    • pp.30-33
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    • 2010
  • 본 논문에서는 연산에 의해 디지털 홀로그램(computer-generated hologram, CGH)을 생성할 때 많은 계산량으로 속도가 지연되는 문제를 해결하기 위해 연산식을 수정하고 이를 하드웨어로 구현한다. 기존에 제시된 CGH 연산 알고리즘에 비해 제안한 알고리즘은 디지털 홀로그램의 완벽한 병렬처리가 가능하게 하여 속도지연의 문제를 해소한다. 구현 결과 하드웨어가 주어진다면 최대 3사이클에 한 광원으로부터의 홀로그램성분 전체를 연산할 수 있고, 파이프라인 기법을 사용하면 두 사이클의 지연시간 후 매 사이클마다 한 광원에 대한 홀로그램 연산결과를 얻을 수 있다.

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디지털 홀로그램의 고속생성 기술 동향

  • Choe, Hyeon-Jun;Seo, Yeong-Ho;Yu, Ji-Sang;Kim, Dong-Uk
    • Broadcasting and Media Magazine
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    • 제16권2호
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    • pp.109-117
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    • 2011
  • 디지털 홀로그래피는 현재 입체영상 서비스의 주류를 이루고 있는 스테레오스코픽(Stereoscophic)이나 다시점(Multi-view) 3D와 달리 주어진 관찰각도에서 관찰자의 위치에 따른 입체영상을 볼 수 있다. 또한 입체영상을 디스플레이하는 장치가 물리적 매체가 아닌 공간으로 한다는 점에서도 차이가 있다. 최근 홀로그래피, 홀로그램이란 용어가 상업적인 용도로 사용되면서 해당기술의 본질적인 의미가 상당히 변질되는 경우가 많이 있다. 본 기고에서는 일부에서 변질/왜곡하여 사용하고 있는 "유사한 홀로그래피(Fake holography)"가 아닌 간섭현상(Interference)을 수학적으로 모델링한 후 이를 컴퓨터에서 계산하여 디지털 홀로그램을 생성하는 컴퓨터 생성 홀로그램(Computer-Generated Hologram, CGH) 기술을 다룬다. 특히, 국내외의 연구개발 결과 중에서 전용 하드웨어나 범용 프로세서 등을 이용해 CGH 연산을 고속화하는 기술에 중점을 두었다.

An Optimization of Computer-Generated Hologram Operation for Hardware Implementation (하드웨어 구현을 위한 컴퓨터 생성 홀로그램 연산의 최적화)

  • Choi, Hyun-Jun;Seo, Young-Ho;Kim, Dong-Wook
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 한국방송공학회 2010년도 하계학술대회
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    • pp.224-226
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    • 2010
  • 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.

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Implementation of Digital Hologram Generator based on Repetition Calculation of a Object Pixel (객체 화소 반복 연산 방식의 디지털 홀로그램 생성기의 구현)

  • Lee, Yoon-Huyk;Kim, Dong-Yun;Bea, Yoon-Jin;Lee, Jae-Won;Choi, Hyun-Jun;Seo, Young-Ho;Kim, Dong-Wook
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 한국방송공학회 2011년도 하계학술대회
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    • pp.359-360
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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, 전체 화소에서 홀로그램의 한 화소씩 연산하는 방법을 선택하여 홀로그램 한 화소씩 계산하고 바로 출력 하여 메모리 병목현상을 제거하기 위한 파이프라인 기반의 하드웨어 구조를 제안하였다. CGH 알고리즘을 바탕으로 입력부, 연산부, 및 정규화부로 구성된 디지털 홀로그램 생성기의 구조를 제안하였고, 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.

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Efficient Generation of Computer-generated Hologram Patterns Using Spatially Redundant Data on a 3D Object and the Novel Look-up Table Method

  • Kim, Seung-Cheol;Kim, Eun-Soo
    • Journal of Information Display
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    • 제10권1호
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    • pp.6-15
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    • 2009
  • In this paper, a new approach is proposed for the efficient generation of computer-generated holograms (CGHs) using the spatially redundant data on a 3D object and the novel look-up table (N-LUT) method. First, the pre-calculated N-point principle fringe patterns (PFPs) were calculated using the 1-point PFP of the N-LUT. Second, spatially redundant data on a 3D object were extracted and re-grouped into the N-point redundancy map using the run-length encoding (RLE) method. Then CGH patterns were generated using the spatial redundancy map and the N-LUT method. Finally, the generated hologram patterns were reconstructed. In this approach, the object points that were involved in the calculation of the CGH patterns were dramatically reduced, due to which the computational speed was increased. Some experiments with a test 3D object were carried out and the results were compared with those of conventional methods.

Characteristics of Spatial Coded Binary Phase Only Filter Applied by Simulated Annealing Algorithm (Simulated Annealing 알고리즘을 적용한 이진공간부호필터 특성)

  • 박성균;정창규;전석희;박한규
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics A
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    • 제31A권9호
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    • pp.64-71
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    • 1994
  • In this study, optimizing BPOFs are encoded by Simulated Annealing algorithm that is widely used among the optimization algorithms. Two BPOFs are trained by digit patterns, 0~9, and the digits each having 4 intraclass patterns are multiplexed. When each digit is encoded by four bit binary code, from the results of computer simulation, the correlation pezk is shown at binary value 1 position among the spatially separated four positions at the correlation plane And then, the designed BPOFs are implemented by CGH technique. Through the optical correlation experiment, satisactory results are achieved, inspite of some experimental errors and information loss owing to the amplitude type CGH filter.

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HI-SPEED COMPUTER-GENERATED HOLOGRAM ALGORITHM

  • Choi, Hyun-Jun;Seo, Young-Ho;Yoo, Ji-Sang;Kim, Dong-Wook
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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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.

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