• Current Optics and Photonics
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• 제6권1호
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• pp.51-59
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• 2022

Holographic display technology is one of the promising 3D display technologies. However, the large amount of computation time required to generate computer-generated holograms (CGH) is a major obstacle to the commercialization of digital hologram. In various systems such as multi-depth head-up-displays with hologram contents, it is important to transmit hologram data in real time. In this paper, we propose a rapid CGH computation method by applying an arraying of a down-scaled hologram with the multiplication of a shifted concave lens function array. Compared to conventional angular spectrum method (ASM) calculation, we achieved about 39 times faster calculation speed for 3840 × 2160 pixel CGH calculation. Through the numerical investigation and experiments, we verified the degradation of reconstructed hologram image quality made by the proposed method is not so much compared to conventional ASM.

• 한국음향학회지
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• 제8권4호
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• pp.23-28
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• 1989

본 논문에서는 컴퓨터에 의한 초음파 홀로그램의 구성과 영상 재생방법을 연구하였으며 이를 광학적 재생방법과 비교 분석하였다. 초음파 홀로그램은 초음파 변환자를 기계적으로 c-scan $(128\times128 step)$하여 구성하였고 물체에 대한 영상은 Rayleigh-Sommerfeld 식과 DFT 알고리즘을 이용하여 컴퓨터 재생하였다. 본 실험에서 는 중심주파수가 5MHz이고 촛점 거리가 5cm 인 초음파 변환자와 기계적인 c-scanning 시스템을 사용하여 음향 홀로그래피 시스템을 구성하였고 알루미늄 판에 S자 형태를 새긴 샘플을 제작하여 실험하였다. 실험결과 컴퓨터에 의해 재생된 영상은 실체와 동일한 고질의 영상임을 확인하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권1호
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• pp.70-77
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• 2016

This paper proposes an optical system for complex holographic display that enhances the quality of the reconstructed three-dimensional image. This work focuses on a new design for an optical system and the evaluation of the complex holographic display, using a single spatial light modulator (SLM) and a circular grating. The optical system is based on a 4-f system in which the imaginary and real information of the hologram is displayed on concentric rectangular areas of the SLM and circular grating. Thus, this method overcomes the lack of accuracy in the pixel positions between two window holograms in previous studies, and achieves a higher intensity of the real object points of the reconstructed hologram than the original phase-reconstructed hologram. The proposed method provides approximately 30% less NMRS (Normal Root Mean Square) error, compared to previous systems, which is verified by both simulation and optical experiment.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제11권3호
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• pp.185-189
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• 2013

A digital hologram generated by a computer calculation (computer-generated hologram or capture using charge-coupled device [CCD] camera) is one of the most expensive types of content, and its usage is expanding. Thus, it is highly necessary to protect the ownership of digital holograms. This paper presents an efficient visual security scheme for holographic image reconstruction with a low scrambling cost. Most recent studies on optical security concentrate their focus on security authentication using optical characteristics. However, in this paper, we propose an efficient scrambling method to protect a digital hologram. Therefore, we introduce in this paper several scrambling attempts in both the spatial domain and frequency domain on the basis of the results of analyzing the properties of the coefficients in each domain. To effectively hide the image information, 1/4, 1/256, and 1/16,384 of the original digital hologram needs to be scrambled for the spatial-domain scheme, Fresnel-domain scheme, and discrete cosine transform-domain scheme, respectively. The encryption schemes and the analyses in this paper can be expected to be useful in the research on encryption and other works on digital holograms.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권3C호
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• pp.255-261
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• 2008

3차원 물체에 대한 디지털 홀로그램을 합성할 때 사용되는 기존의 LT(look-up table) 방식은 고속연산은 가능하나 과도한 데이터 저장 공간을 요구하는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 LT 방식의 연산속도는 그대로 유지하면서도 데이터 저장용량을 획기적으로 줄여줄 수 있는 새로운 룩업테이블 방식인 N-LT(novel look-up table) 제시하였다. 즉, 제안된 방식에서는 기존 LT 방식에서와 같이 3차원 물체의 모든 방향의 포인트가 아닌 각 깊이 방향의 포인트에 대한 요소 프린지 패턴만을 저장하고, 그 깊이 평면에 존재하는 포인트들의 프린지 패턴은 요소 프린지 패턴을 이동시켜 계산하게 된다. 실험 결과 제안된 N-LT 방식은 기존의 광선추적(ray-tracing) 방식에 비해 48.7배의 속도향상을 갖고, 기존의 LT 방식에 비해 1/217 정도의 데이터 공간이 필요함이 분석되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권10B호
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• pp.1076-1085
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• 2009

본 논문에서는 3차원 동영상의 시간적 중복성과 룩업 테이블을 이용한 효과적인 3차원 동영상 홀로그램 생성방법을 제안한다. 기존의 N-LT를 이용한 홀로그램 생성 기법은 미리 생성된 요소 프린지 패턴을 단순 이동 시켜 물체에 대한 홀로그램을 고속으로 생성할 수 있게 하였다. 하지만, 3차원 동영상 홀로그램의 경우는 정지영상에 대한 홀로그램에 비해 방대한 양으로 인하여 실시간 홀로그램을 생성하는데 많은 시간이 필요하게 되어 실직적인 제한이 있었다. 반면 이러한 3차원 동영상은 인접한 프레임은 유사한 정보를 갖는다는 시간적 중복성을 갖고 있고, 이러한 특성을 동영상 압축에 이용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 3차원 동영상의 시간적 중복성을 이용하여 계산하여야 하는 데이터의 양을 현저하게 줄임으로써 3차원 동영상에 대한 홀로그램을 고속으로 생성할 수 있는 새로운 방법을 제안하고 실험을 통하여 검증하였다.

• 방송과미디어
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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.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제15권3호
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• pp.244-251
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• 2011

We propose a new 2-step phase-shifting digital holographic optical encryption technique and analyze tolerance error for this cipher system. 2-step phase-shifting digital holograms are acquired by moving the PZT mirror with phase step of 0 or ${\pi}$/2 in the reference beam path of the Mach-Zehnder type interferometer. Digital hologram with the encrypted information is Fourier transform hologram and is recorded on CCD camera with 256 gray-level quantized intensities. The decryption performance of binary bit data and image data is analyzed by considering error factors. One of the most important errors is quantization error in detecting the digital hologram intensity on CCD. The more the number of quantization error pixels and the variation of gray-level increase, the more the number of error bits increases for decryption. Computer experiments show the results to be carried out encryption and decryption with the proposed method and the graph to analyze the tolerance of the quantization error in the system.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1197-1202
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• 2001

Near-field acoustic holography is a powerful tool to visualize sound sources. This method requires pressure measurement at many points for a good hologram. Thus one has to measure carefully so that errors due to the uncertainty of position, sensor mismatch, and so on are reduced. A method to solve this problem is to use a well-designed measurement system. This paper introduces a sound visualization system at center for noise and vibration control (NOVIC), KAIST, and addresses the advantages in terms of the error reduction. The system consists of array microphones, array jigs, a system to control the position and the velocity of the jigs, a data acquisition system, and a monitoring system. This paper also shows some sound visualization results when the system is applied to a speaker and a computer. The results verifies that the sound visualization system is useful for identifying sound sources.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 춘계학술대회논문집; 한국과학연구소, 21 May 1993
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• pp.123-127
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• 1993

소음방사의 이해 및 효과적인 소음제어를 위해서는 소음원의 특성, 음장의 공간상 방사 특성 등을 아는 것이 중요하며, 이를 위해 많은 연구가 진행되 어 왔다. 특히 다수의 마이크로폰 어레이를 이용한 음향 홀로그래피 방법에 의한 실험적 음장 예측 방법이 소개되었고 연구가 진행됨에 따라 많은 실용 가능성을 보여 주었다. 음향 홀로그래피 방법에는 측정상 제한이 필연적으로 존재할 수밖에 없는데, 이에 따른 오차가 존재하며 결국 예측음장의 신뢰도 를 떨어뜨리는 요인이 된다. 본 연구의 목적은 측정조건에 따른 오차의 요인 을 고찰하고 이를 정량적으로 표현함으로써 음향 홀로그래피 방법의 적용에 도움을 주고자 한다. 평면 음향 홀로그래피에 나타나는 오차는 둘러 싸기 오 차(wraparound error), 앨리애싱(aliasing), 창문영향(window effect)으로 나 눌 수 있는데, 오차는 측정구경의 크기와 마이크로폰 사이의 간격등의 측정 조건 뿐만 아니라 음원의 특성, 홀로그램 평면의 위치 등에 직접적인 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 오차해석을 위한 기본 연구로써 점음원(monopole) 과 쌍극자(dipole)음장의 파수 스펙트럼을 해석적으로 구하고 이를 기본으로 평면 음향 홀로그래피 적용시 존재하는 앨리애싱에 대해 고찰하고 전산기 모의 실험 (computer simulation)을 통해 오차를 최소화하는 측정조건을 제 시하고자 한다.