• 한국항공우주학회지
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• 제37권4호
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• pp.399-405
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• 2009

위성 카메라를 위한 초점면부 영상 안정화 장치는 영상이 맺히는 초점면부의 운동외란을 제거함으로써 위성 카메라의 영상 품질을 향상 시킬 수 있는 효율적인 방법 중 하나이다. 본 연구의 목적은 초점면부 안정화 기법을 소개하고 초점면부 영상 안정화 장치 액츄에이터의 응답 및 추력에 대한 최적의 구동 조건을 결정하는 것이다. 이를 위해 다양한 구동 조건에 따른 영상화 안정화 장치의 마찰 구동형 압전 액츄에이터의 응답성과 추력을 실험적으로 조사하였다. 실험결과로부터 마그네슘 슬라이더에 대한 최적의 구동 주파수는 70 kHz, 듀티비는 27% 였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권5호
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• pp.514-523
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• 2021

Methods for absolute depth estimation have received lots of interest, and most algorithms are concerned about how to minimize the difference between an input defocused image and an estimated defocused image. These approaches may increase the complexity of the algorithms to calculate the defocused image from the estimation of the focused image. In this paper, we present a new method to recover depth of scene based on a sharpness-assessment algorithm. The proposed algorithm estimates the depth of scene by calculating the sharpness of deconvolved images with a specific point-spread function (PSF). While most depth estimation studies evaluate depth of the scene only behind a focal plane, the proposed method evaluates a broad depth range both nearer and farther than the focal plane. This is accomplished using an asymmetric aperture, so the PSF at a position nearer than the focal plane is different from that at a position farther than the focal plane. From the image taken with a focal plane of 160 cm, the depth of object over the broad range from 60 to 350 cm is estimated at 10 cm resolution. With an asymmetric aperture, we demonstrate the feasibility of the sharpness-assessment algorithm to recover absolute depth of scene from a single defocused image.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제9권4호
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• pp.23-30
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• 2015

The focal plane image stabilization for a camera is one of the most effective method that can increases the digital camera's image quality by compensating the vibration disturbance. The optical image stabilization can be implemented by making the focal plane to trace the path of incident light. To control the position of focal plane motion compensating stage precisely, a nonlinear control algorithm has been applied by considering coulomb friction which is nonlinear behavior of the compensator system. In our study, we have analyzed the hand shaking vibration using the gyro sensor, and made a mathematical model of compensating stage containing optical sensor and piezo-actuator. Then the nonlinear control algorithm has been designed and its performance has been verified by experiment. In this study, a friction driven peizo-electric actuator with $1{\mu}m$ resolution and 10mm/s speed has been used for stage movement.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제10권1호
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• pp.86-94
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• 2016

In this paper, position control of focal plane compensation device using piezoelectric actuator is conducted. The forcal plane compensation device installed on earth observation satellite camera compensates micro-vibration from reaction wheels. In this study, four experimental models of the open-loop compensation device are derived using MATLAB system identification toolbox in the input range of 0~50Hz. Subsequently, the PID controller for each model is designed and the performance test of each controller is conducted through MATLAB/Simulink. According to frequency response analysis of the closed-loop compensation device system, the PID controller designed for 38~50Hz input range has enough tracking performance for the whole 0~50Hz input range. The maximum output error is about $1{\mu}m$ for the input range. The simulation results has been verified by the experimental method.

• Current Optics and Photonics
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• 제4권2호
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• pp.115-120
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• 2020

A novel method is proposed for controlling the distance of an image plane in Fourier holograms using varifocal electric-field-driven liquid-crystal (ELC) lenses. Phase Fresnel lenses are employed to reduce the thickness and response time of the ELC lenses. The voltages applied to the electrodes of the ELC Fresnel lens are adjusted so that the lens has the same retardation distribution as an ideal lens. The focal length can be controlled by changing the retardation distribution with the applied voltages. Simulations were conducted for the image reconstruction of Fourier holograms with various focal lengths of the ELC Fresnel lenses. The simulation results indicate that the distance of the image plane can be properly controlled with the varifocal ELC Fresnel lens.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.396-403
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• 2000

A thermal imaging system is implemented for the measurement and the analysis of the thermal distribution of the target objects. The main part of the system is a thermal camera in which a focal plane array typed sensor is introduced. The sensor detects the mid-range infrared spectrum of target objects and then it outputs a generic video signal which should be processed to form a frame thermal image. Here, a digital signal processor(DSP) is applied for the high speed processing of the sensor signals. The DSP controls analog-to-digital converter, performs correction algorithms and outputs the frame thermal data to frame buffers. With the frame buffers can be generated a NTSC signal and transferred the frame data to personal computer(PC) for the analysis and a monitoring of the thermal scenes. By performing the signal processing functions in the DSP the overall system achieves a simple configuration. Several experimental results indicate the performance of the overall system.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권2호
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• pp.213-218
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• 2013

Although infrared focal plane array (IRFPA) detectors have been commonly used, non-uniformity correction (NUC) remains an important problem in the infrared imaging realm. Non-uniformity severely degrades image quality and affects radiometric accuracy in infrared imaging applications. Residual non-uniformity (RNU) significantly affects the detection range of infrared surveillance and reconnaissance systems. More effort should be exerted to improve IRFPA uniformity. A novel NUC method that considers the surrounding temperature variation compensation is proposed based on the binary nonlinear non-uniformity theory model. The implementing procedure is described in detail. This approach simultaneously corrects response nonlinearity and compensates for the influence of surrounding temperature shift. Both qualitative evaluation and quantitative test comparison are performed among several correction technologies. The experimental result shows that the residual non-uniformity, which is corrected by the proposed method, is steady at approximately 0.02 percentage points within the target temperature range of 283 K to 373 K. Real-time imaging shows that the proposed method improves image quality better than traditional techniques.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.27-31
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• 2000

대상 물체의 온도분포를 해석하고 계측하기 위해 열상 장비가 구현된다. 시스템의 주요한 부분은 초점면 배열 형태의 센서가 적용된 열상 카메라이다. 적용된 열상 센서는 중파장 적외선 영역의 신호를 검출하며 열상을 형성하기 위한 기본 신호를 출력한다. DSP가 활용되어 센서 신호처리를 통해 열상을 구성하고 NTSC 신호 및 디지털 신호 출력을 한다. 열상의 화질을 개선하기 위해 이점 교정법을 적용한다. 이는 낮은 온도와 높은 온도를 기준으로 하여 초점면 배열 센서 화소 신호의 공간적인 비균일함을 교정하는 것으로서 실험 결과를 통해 열상의 화질이 개선됨을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.281-291
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• 2019

3D 카메라 기술 중에서 초점의 흐려짐을 이용한 깊이 추정은 카메라의 초점거리 평면의 물체는 선명한 상이 맺히지만 카메라의 초점거리 평면으로부터 멀어진 물체는 흐린 영상을 만들어낸다는 현상을 이용해 3D 깊이를 추정한다. 본 논문에서는 단일 카메라를 이용하여 촬영한 영상의 흐림 정도를 분석하여 3D 깊이를 추정하는 알고리즘을 연구하였다. 단일 카메라의 1 개의 영상 또는 단일 카메라의 초점이 서로 다른 2 개의 영상을 사용하여 초점의 흐려짐을 이용한 3D 깊이를 추정하는 방법을 통해 최적화된 피사체 범위를 도출하였다. 1 개의 영상을 이용한 깊이 추정에서는 스마트폰 카메라와 DSLR 카메라 모두 250 mm의 초점거리를 사용하는 것이 가장 좋은 성능을 보였다. 2개의 영상을 이용한 깊이 추정에서는 스마트폰 카메라 영상은 150 mm와 250 mm로 그리고 DSLR 카메라 영상은 200 mm와 300 mm로 초점거리를 설정하였을 때 가장 좋은 3D 깊이 추정 유효 범위를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국광학회지
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• 제18권2호
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• pp.117-121
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• 2007

In-line 디지털 홀로그래피가 가지고 있는 가장 근본적인 단점은 실상과 허상 그리고 영차 회절광이 공간적으로 분리 되지 않는 것이다. 본 연구에서는 영차 회절광은 소프트웨어를 이용하여 제거하고, 실상과 허상의 구분은 in-line 홀로그래피 현미경의 기하학적 배치를 이용하여 구분하였다. in-line 홀로그래피 현미경에서 허상의 크기는 대물렌즈와 홀로그램간의 거리에 의존한다. 본 연구에서는 허상의 크기가 대물렌즈의 후방 초점거리와 대물렌즈와 홀로그램 면까지의 거리가 일치할 때 최소가 되는 것을 알았으며, 이를 이용하여 실상과 허상을 구분하였다.