• 방송공학회논문지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.587-597
• /
• 2020

본 논문에서는 디지털 홀로그램을 처리하는 과정에서 필수적으로 발생하는 양자화 과정에 대해 분석하고 최적화된 양자화기를 제안한다. 홀로그램의 압축 표준을 제정하고 있는 JPEG Pleno에서 full complex 홀로그램은 32비트 혹은 64비트의 정밀도를 갖는 복소수로 정의되고, 값의 범위는 홀로그램의 생성 방법 및 객체의 형태에 따라서 매우 다양하다. 이와 같은 높은 정밀도와 넓은 범위를 갖는 데이터는 신호 처리 및 압축 등의 이유로 인해 보다 낮은 정밀도를 갖는 고정소수점 데이터 혹은 정수형 데이터로 변환된다. 또한 다양한 신호처리 과정을 거친 홀로그램 데이터를 SLM에 재생하기 위해서는 SLM의 화소가 표현할 수 있는 값의 정밀도로 근사화된다. 이러한 과정은 양자화를 통한 정규화 과정이라 할 수 있다. 본 논문에서는 높은 정밀도와 넓은 범위의 홀로그램 데이터를 양자화 기법을 이용하여 정규화시키는 방법에 대해 소개하고 최적화된 방법을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제28권8C호
• /
• pp.827-834
• /
• 2003

본 논문에서는 간섭원리에 기반한 컴퓨터형성홀로그램과 광굴절매질인 BaTiO$_3$를 이용하여 광 정보 보호 시스템을 구현하였다. 먼저 원영상을 재생할 수 있는 이진위상홀로그램을 생성한 후, 이를 암호화할 영상으로 간주한다. 그리고 이 홀로그램에 간섭 원리를 적용하여 암호화된 영상과 기준영상(키 정보)을 얻는다. 복호화과정은 Mach-Zehnder 간섭계에서 암호화된 영상과 기준영상과의 간섭을 통해 간섭세기 정보를 얻고, 이를 LCD를 이용하여 위상 정보로 변환한 후 푸리에 변환함으로써 원영상을 얻는다. 이 과정에서 두 영상의 간섭을 통해 얻어지는 세기 정보는 주위 진동에 상당히 민감하다. 그래서 광굴절매질인 BaTiO$_3$의 SPPCM 특성을 이용하여 안정한 간섭 무늬를 얻는다. 제안된 방법은 원래의 영상 대신 그 영상의 홀로그램을 암호화하므로 이중 영상 암호 효과의 장점이 있다.

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

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제11권8호
• /
• pp.1424-1433
• /
• 2007

본 논문에서 는 하드웨어의 구현을 위해 수정된 CGH(Computer Generated Hologram) 알고리즘을 바탕으로 디지털 홀로그램을 생성할 수 있는 하드웨어 구조를 제안하고 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 기반으로 구현하고자 한다. 먼저 CGH 알고리즘을 분석 한 후에 디지털 홀로그램을 효율적으로 연산할 수 있는 CGH 셀 (cell)의 구조를 제안하고 CGH 셀의 확장을 통해서 CGH 커널 (kernel)을 구현한다. 그리고 최종적으로 CGH 커널과 SDRAM Controller, DMA 등의 블록들을 결합하여 CGH 프로세서를 구현한다. 제안한 구조는 CGH 커널 내 CGH 셀의 단순한 추가를 통해서 성능을 비례적으로 증가시킬 수 있다. 이는 CGH 셀들이 독립적으로 동작하기 때문이다. 제안한 하드웨어는 Xilinx의 XC2VP70 FPGA를 이 용하여 구현하였고 200 MHz의 동작속도에서 40,000개의 광원으로 구성된 3차원 객체를 0.205초에 $1,280{\times}1,024$크기 의 홀로그램으로 생성 할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.180-185
• /
• 2018

홀로그램 기술과 ICT 기술의 접목을 통해 우수한 제품과 서비스가 가능한 소상공인의 경쟁력을 확보하는데 도움을 줄 수 있는 플로팅 홀로그램 기반 인터랙티브 사이니지 시스템을 개발하였다. 개발된 인터랙티브 사이니지 시스템은 소상공인의 홍보와 마케팅에 저비용으로 활용 가능하며 3D 홀로그램 영상으로 메뉴를 소개하고 사용자의 손동작에 반응하는 다양한 콘텐츠 제공도 가능하다. 개발된 시스템은 립모션 인식 범위가 좌우 60cm, 150도 내 반경에서 10개의 손가락 움직임을 초당 290프레임 속도로 감지할 수 있는 것을 확인하였다. 또한 립 모션 오브젝트의 물리적 접촉 실험을 통해 립모션 기기 가까이서 사용자의 동작 인식을 호버 존과 터치 존으로 기능 영역을 구분하여 가상 터치 기능이 정상적으로 동작하는 것을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.143-149
• /
• 2019

플로팅 홀로그램은 광고나 콘서트와 같이 넓은 공간에서 현장감과 실존감이 뛰어난 3D 입체영상을 제공하면서, 3D 안경의 불편함, 시각적 피로, 공간 왜곡 현상 발생을 감소할 수 있는 기술이다. 따라서 본 논문은 좁은 공간에서도 사용가능한 플로팅 홀로그램 환경에서 캐릭터 조작을 위한 사용자 제스처 인식 시스템을 구현한다. 제안된 방법은 하르 특징기반의 캐시케이드((Harr feature-based cascade classifier) 분류기를 이용하여 얼굴 영역을 검출하고, 검출된 얼굴 영역을 기준으로 실시간으로 체스쳐 차영상으로부터 사용자 제스쳐의 발생 위치 정보를 이용하여 사용자 제스쳐를 인식한다. 그리고 각각 인식된 제스쳐 정보는 플로팅 홀로그램 환경에서 생성된 캐릭터 움직임을 조작하기 위하여 상응하는 행위에 맵핑된다. 제안된 플로팅 홀로그램 캐릭터 조작을 위한 사용자 제스처 인식 시스템의 성능평가를 위해서는 플로팅 홀로그램 디스플레이 장치를 제작하고, 몸 흔들기, 걷기, 손 흔들기, 점프 등의 각 제스처에 따른 인식률을 반복 측정한 결과 평균 88%의 인식률을 보였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제40권2호
• /
• pp.169-175
• /
• 2021

최근 입자 조작, 신경 자극 등을 위해 초음파 홀로그램과 그 응용에 대해 연구가 활발히 되고 있다. 하지만 홀로그램을 생성할 송신 신호 위상의 결정은 이전의 시간 소모적인 반복 최적화 방법에서 크게 벗어나지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 광학 홀로그램 생성을 위해 활용된 바 있는 딥러닝 기법을 초음파 홀로그램 생성을 위해 적용하여 소개한다. U-Net을 기반으로 알고리즘을 구성하였으며 원 모양의 데이터셋에 대해 학습하고 영어 알파벳에 대해 평가함으로써 그 일반화 가능성을 검증하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 기존 알고리즘과 계산속도, 정확도, 균일도 측면에서 비교하였다. 결과적으로 정확도와 균일도는 기존에 비해 다소 떨어지지만 계산속도가 약 190배 빨라졌다. 따라서, 이 결과를 통해 딥러닝 기반 초음파 홀로그램 생성 알고리즘은 기존 방법보다 초음파 홀로그램을 빠르게 형성할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

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

• 방송공학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.695-706
• /
• 2012

본 논문은 디지털 홀로그램 비디오를 서비스할 수 있는 서비스 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이 시스템은 현존하는 2차원 또는 3차원 영상/비디오를 서비스하는 시스템의 프레임, 즉 데이터 획득, 처리, 전송, 수신, 복원의 과정을 그대로 따른다고 가정한다. 이 시스템은 또한 시청자의 시점을 추적하여 그 시점에 해당하는 디지털 홀로그램을 서비스하는 인터랙티브 동작 기능을 포함하고 있는데, 이 기능을 위해서 시청자의 시점에 해당하는 가상시점의 영상 정보를 생성하고, 이를 홀로그램으로 만들어 사용한다. 본 논문에서는 이 시스템의 주요 동작만을 포함하는 프로토타입을 구현하며, 이 시스템에는 데이터 획득을 위한 카메라 시스템, 카메라 캘리브레이션과 영상보정, 깊이와 빛의 세기 영상의 화질개선, 중간시점 영상 생성, 디지털 홀로그램 생성, 시뮬레이션과 광학장치에 의한 홀로그램 영상복원 기능을 포함한다. 제안한 프로토타입 시스템을 구현한 결과 한 프레임의 디지털 홀로그램을 생성하고 시뮬레이션에 의해 영상을 복원하는 데까지 약 352ms가 소요되었으며, 시뮬레이션 복원 대신 광학장치로 복원할 경우는 약 183ms의 시간이 소요되었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 1991년도 제6회 파동 및 레이저 학술발표회 Prodeedings of 6th Conference on Waves and Lasers
• /
• pp.156-161
• /
• 1991

결상 홀로그램(image hologram)을 제작할 때 물체의 실상을 얻는 방법으로는 렌즈 등의 광학계를 이용하거나 다른 홀로그램에서 재생된 실상을 이용하는 방법 등이 있다. 본 연구에서는 결상 홀로그램을 제작하기 위하여 홀로그램에서 실상을 재생할 때, 재생빔으로 diverging spherical wave를 사용하는 geometry를 제안하고 문제점-재생된 실상의 상배를 변화와 홀로그램 수차들을 논의하였다.