In this paper, we present a method to automatically quantify the three-dimensional (3D) volume of red blood cells (RBCs) using off-axis digital holographic microscopy. The RBCs digital holograms are recorded via a CCD camera using an off-axis interferometry setup. The RBCs' phase image is reconstructed from the recorded off-axis digital hologram by a computational reconstruction algorithm. The watershed segmentation algorithm is applied to the reconstructed phase image to remove background parts and obtain clear targets in the phase image with many single RBCs. After segmenting the reconstructed RBCs' phase image, all single RBCs are extracted, and the 3D volume of each single RBC is then measured with the surface area and the phase values of the corresponding RBC. In order to demonstrate the feasibility of the proposed method to automatically calculate the 3D volume of RBC, two typical shapes of RBCs, i.e., stomatocyte/discocyte, are tested via experiments. Statistical distributions of 3D volume for each class of RBC are generated by using our algorithm. Statistical hypothesis testing is conducted to investigate the difference between the statistical distributions for the two typical shapes of RBCs. Our experimental results illustrate that our study opens the possibility of automated quantitative analysis of 3D volume in various types of RBCs.
본 논문에서는 가상시점 깊이영상 생성 기법을 이용한 다양한 시점의 CGH(computer generated hologram) 생성 시스템을 제안한다. 제안한 시스템에서는 먼저 TOF(time of flight) 깊이 카메라를 이용하여 신뢰도 높은 기준시점 깊이영상을 획득하고 카메라 보정 과정을 통해 기준시점 카메라들의 카메라 파라미터를 추출한다. 가상시점 카메라의 위치가 정의되면 기준시점 카메라와의 거리와 위치를 고려하여 최적의 기준시점 카메라들을 선택한다. 가상시점 카메라와 가장 가까운 기준시점 카메라를 주 기준시점으로 결정하고 가상시점 깊이영상을 생성한다. 주 기준시점 카메라와 위치가 반대인 기준시점 카메라를 보조 기준시점으로 선택하여 가상시점 깊이영상을 생성한다. 주 기준시점을 통해 생성된 가상시점 깊이영상에 나타나는 가려짐 영역을 보조 기준시점으로 생성된 가상시점 깊이영상으로부터 찾아 보상한다. 보상이 되지 않고 남은 홀영역은 주변값 중 가장 작은 값으로 채워 최종 가상시점 깊이영상을 생성한다. 최종 가상시점 깊이 영상을 이용하여 CGH를 생성한다. 실험을 통해 기존의 기법보다 제안하는 가상시점 깊이영상 합성 시스템의 성능이 우수함을 확인하였다.
홀로그램은 레이저 빔의 간섭을 이용하여 입체영상을 광학적으로 기록하는 방법으로 동영상의 기록 및 재생에는 여러 제약 조건이 따른다. 때문에 광학적 방법으로는 홀로그램 TV 시스템을 구현하기 힘들다. 이런 단점을 극복하기 위해 컴퓨터를 이용해 홀로그램을 구현할 수 있다. 즉, 광학적인 신호들을 근사화한 후 컴퓨터에서 수학적인 연산을 거쳐 간섭 무늬를 계산하는 Computer generated hologram(CGH) 방법을 사용하여 패턴을 생성한다. 하지만 CGH 기법의 경우 상당한 연산을 필요로 하기 때문에 연산을 최적화하여 홀로그램 생성에 걸리는 시간과 비용을 최소화하려는 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 이전에 연구된 CGH 고속 연산을 위한 알고리즘을 정리하며 연산 식의 최적화를 통해 연산을 횟수를 줄이는 방법과 look-up table 을 이용한 방식의 연산량과 하드웨어 비용을 계산하여 multi-processor 에 적용 시 어떤 알고리즘이 유리할지 제안한다.
A method to reconstruct the sound field around a Korean bell is developed. The sound radiation problem is formulated based on the boundary element method by using the algorithm of the acoustical holography. Sound pressures at the hologram surface are measured and used as input data for the analysis program that was developed in this study. An error minimization scheme is presented to overcome difficulties that arise in the backward reconstruction of the BEM-based acoustical holography In the model fictitious source surfaces were also introduced to reduce the complexity stemmed from the source shape. The sound field associated with the (4.0) vibrational mode of the Korean bell was visualized and verified experimentally.
워터마킹 알고리즘은 강인성과 비가시성을 동시에 만족해야 하고, 이를 위해서는 가장 적합한 데이터에 워터마크를 삽입해야 한다. 본 논문에서는 디지털 홀로그램을 위한 워터마킹 알고리즘의 개발을 위해 복원영역(프레넬 변환)에 대한 특성을 분석하였다. 이를 기반으로 복원영역에서는 프레넬 변환을 수행한 후 얻어지는 실수부와 허수부 데이터를 이용해 절대값 영상을 생성하고, 여기서 워터마크 삽입을 위한 좌표를 선정한 후 실수부와 허수부에 워터마크를 삽입하였다. 실험결과 제안한 워터마킹 알고리즘은 강인성과 비가시성을 충분히 만족하여 디지털 홀로그램을 위한 적절한 워터마킹 기술임을 확인할 수 있었다.
Data storage related with writing and retrieving requires high storage capacity, fast transfer rate and less access time. Today any data storage system cannot satisfy these conditions, however holographic data storage system can perform faster data transfer rate because it is a page oriented memory system using volume hologram in writing and retrieving data. System can be constructed without mechanical actuating part so fast data transfer rate and high storage capacity about 1Tb/cm3 can be realized. In this research, to correct errors of binary data stored in holographic data storage system, a new method for reduction errors is suggested. First, find cluster centers using subtractive clustering algorithm then reduce intensities of pixels around cluster centers. By using this error reduction method following results are obtained ; the effect of Inter Pixel Interference noise in the holographic data storage system is decreased and the intensity profile of data page becomes uniform therefore the better data storage system can be constructed.
For distortion-invariant recognition of Korean characters, a holographic implementation of an optical associative memory system is proposed. The structure of the proposed system is a single-layer neural network employing interconneclion matrix, thresholding and feedback. To provide the interconnection matrix, we use two CGII's which are placed on intermcdiate plane of cascaded Vander Lugt corrclators to form an optical memory loop. The holographic correlator stores reference images in a hologram and retrives them in a coherently illuminated feedback loop. An input image which maybe noisy or incomplete, is applicd to the system and simultaneously correlated optically with all of the stord images. These correlations are throsholed and fed back to the input, where the strongest correlation reinforces the input image. The enhanced image passes arround the loop repeatedly, approaching the stored image more closely on each pass until the system stabilizes on the desired image. The computer simulation results show that the proposed Korean Character recognition algorithm has high discrimination capability and noise immunity.
고가의 콘텐츠인 홀로그램의 저작권보호를 위한 수단으로 홀로그램의 워터마킹 방법을 제안한다. 제안하는 워터마킹 기법은 프레넬 변환의 퍼짐특성을 이용하기 위해 1차 프레넬 변환 결과에서 실수부와 허수부에 절대 값을 적용하여 저주파성분이 많은 데이터로 변형하고 2차 프레넬 변환을 적용한다. 2차 프레넬 변환으로 홀로그램 정보는 집중되고, 바깥 영역에 워터마크를 삽입한다. 제안한 워터마킹 기법은 기존의 프레넬 변환 특성을 이용한 방법에서 크기성분만 사용함으로써 생기는 소실을 제거하여 화질 좋은 워터마크를 추출할 수 있고, 다양한 공격에도 강인함을 확인 하였다.
홀로그램 콘텐츠의 정보보안을 위한 암호화 방법을 제안한다. 제안하는 암호화 기법은 실시간 처리를 위해 부분 홀로그램에 대하여 편향치를 더하고, 이중 프레넬 변환을 수행하여 에너지가 집중된 DC 영역을 획득한다. 이때 집중된 영역이 암호화 영역으로 적은 데이터롤 이용하여 고효율의 암호화를 수행한다. 제안한 기법은 기존 연구보다 변환하는 크기를 줄이기 때문에 같은 효율로 고속의 암호화를 수행할 수 있다. $1,024{\times}1,024$ 크기의 홀로그램을 $32{\times}32$ 부분홀로그램으로 구성하여 적용할 경우 약 18배 빠르게 처리할 수 있다.
We present a method for transmitting 3D object information in real time in a telepresence system. Three-dimensional object information consists of a large amount of point cloud data, which requires high performance computing power and ultra-wideband network transmission environment to process and transmit such a large amount of data in real time. In this paper, multiple users can transmit object motion and facial expression information in real time even in small network bands by using GANs (Generative Adversarial Networks), a non-supervised learning machine learning algorithm, for real-time transmission of 3D point cloud data. In particular, we propose the creation of an object similar to the original using only the feature information of 3D objects using conditional GANs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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