• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제16권3호
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• pp.256-262
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• 2012

We derive the point-spread function of the reconstructed image from a point-source complex hologram, which includes phase error caused by polarization components, in the longitudinal direction of the point-spread function and analyze the effect of the error sources of polarization components having influence on image reconstruction of a point-source complex hologram in incoherent triangular holography.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권11B호
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• pp.1283-1288
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• 2009

컴퓨터 그래픽 모델로부터 3차원 정보를 쉽게 추출할 수 있기 때문에, 일반적으로 3차원 컴퓨터 그래픽 모델이 디지털 홀로그래피에 사용되고 있다. 본 논문에서는 depth 카메라를 이용하여 실사로부터 3차원 정보 추출하였고 이를 이용하여 디지털 홀로그램을 생성하였다. Depth 카메라에서 획득된 2차원 실사 영상 및 실물에 대한 깊이 영상은 디지털 홀로그램 생성을 위한 3차원 정보(point cloud) 추출에 사용되었다. 추출된 3차원 정보는 고속 디지털 홀로그램 생성 알고리즘인 코히어런트 홀로그래픽 스테레오그램 방식을 사용하여 홀로그램을 생성하였고, 생성된 디지털 홀로그램은 프라넬(Fresnel) 기반 복원 알고리즘에 의해 복원하였다. 본 방법에 의해 실사에 대한 고속 디지털 홀로그램 생성이 가능함을 제시하였으며, 생성된 디지털 홀로그램으로부터 프라넬 홀로그램의 복원 영상과 같이 선명한 복원 영상을 얻을 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5C호
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• pp.386-394
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• 2008

디지털 홀로그래픽 비디오 시스템을 제작하기 위해서는 디지털 홀로그램을 가능한 빠르게 생성하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 디지털 홀로그램의 전체 좌표를 대상으로 반복적인 가산 연산을 이용하여 Fresnel 홀로그램의 생성 속도를 높이는 알고리듬을 제안한다. 디지털 홀로그램을 계산하기 위한 3차원 객체는 컴퓨터 그래픽(computer graphic, CG)으로 제작한 깊이영상(depth-map image)을 이용하였다. 본 논문에서 제안하는 알고리듬은 부동소수점 형식의 반복가산기법을 이용하여 디지털 홀로그램의 위상을 고속으로 계산하는 기법이다. 실험결과 제안한 알고리듬은 일반적인 CGH 수식을 이용한 기법의 70%, [3]에서 제안한 기법보다 30%이상 연산속도가 빨라졌다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.15-31
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• 2013

본 논문은 최근 관심이 고조되고 있는 디지털 홀로그램의 시야각을 확보하기 위하여 시청자의 시점을 추적하여 그 시점에 해당하는 데이터를 생성하고, 이를 디지털 홀로그램으로 변환하는 방법을 제안한다. 이 방법은 제어하는 시야각의 맨 좌측과 맨 우측 시점에 대한 정보(깊이정보와 컬러 또는 명도정보)가 주어졌다고 가정한다. 이 방법은 주어진 좌, 우측의 깊이영상을 대상으로 스테레오 정합에 의해 단위 깊이 당 의사변위증분을 구하여 사용한다. 이를 이용하여 주어진 좌, 우측시점으로부터 원하는 가상시점의 정보를 생성하고, 그 결과의 두 영상을 결합하여 해당시점의 정보를 획득한다. 이 경우 발생하는 비폐색 영역을 정의하고 이를 채우는 방법을 제안한다. 이 방법을 구현하여 실험한 결과 생성한 중간 시점의 깊이영상과 RGB영상의 평균 화질은 각각 33.83[dB]과 29.5[dB]이었으며, 평균 수행속도는 프레임 당 250[ms]이었다. 또한 이 방법을 이용하여 시청자와 인터랙티브하게 디지털 홀로그램을 서비스하는 시스템의 프로토타입을 제안한다. 이 시스템에는 좌, 우 시점의 영상정보를 획득, 카메라 캘리브래이션과 영상보정, 중간시점 영상생성, 컴퓨터-생성홀로그램(computer-generated hologram, CGH) 생성 및 홀로그램 영상복원기능을 포함한다. 이 시스템은 LabView(R) 환경에서 구현되며, CGH생성과 홀로그램 영상 복원은 GPGPU로, 나머지는 소프트웨어로 구현한다. 구현결과 평균 수행 속도는 초당 약 5 프레임을 처리할 수 있는 속도이었다.

• 한국광학회지
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• 제5권3호
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• pp.372-378
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• 1994

홀로그램 결상의 비점수차 특성을 이용하여 최적 관찰 위치를 홀로그램으로부터 충분히 멀리 하고, 관찰되는 물체상을 홀로그램면 앞에 튀어나오도록 할 수 있는 2-step 무지개 홀로그램의 제작 구성을 제안하였다. 제안된 구성은 기준빔과 재생빔의 파면차에 의한 비점수차로 생기는 상 분리 특성과 원주형렌즈에 의한 비점수차의 증감 특성을 조합하여 상 분리의 조절이 가능하다는 점을 이용하고 있다. 제안된 방법으로 제작된 비점수차 무지개 홀로그램은 백색광 재생시, 홀로그램으로부터 관찰자를 향해 앞으로 튀어 나온 물체의 상에 대해서도 좋은 선명도를 유지할 수 있음을 보여주었다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권6호
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• pp.698-705
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• 2014

We propose a new development for calculating a computer-generated hologram (CGH) through the use of multiple general-purpose graphics processing units (GPGPUs). For optimization of the implementation, CGH parallelization, object point tiling, memory selection for object point, hologram tiling, CGMA (compute to global memory access) ratio by block size, and memory mapping were considered. The proposed CGH was equipped with a digital holographic video system consisting of a camera system for capturing images (object points) and CPU/GPGPU software (S/W) for various image processing activities. The proposed system can generate about 37 full HD holograms per second using about 6K object points.

• 방송공학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.836-844
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• 2020

아날로그 홀로그램과 동등 이상의 대면적과 넓은 시야각을 가진 Computer generated hologram(CGH)을 생성하기 위해서는 매우 많은 픽셀 수가 요구된다. 이로 인해 고해상도의 CGH를 생성하기 위해서는 높은 성능의 연산장치를 바탕으로도 오랜 연산 시간이 필요한 문제점이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 미리 계산된 저해상도 CGH를 배열한 후 평행이동된 오목 렌즈 함수를 곱해주는 것을 통하여 고해상도 CGH를 생성하는 기법을 제안한다. Point cloud 방식으로 기록된 0.1기가픽셀의 CGH를 계산하고, 여기에 제안된 기법을 도입하여 2.5기가픽셀의 CGH를 매우 빠른 속도로 생성할 수 있었으며, 이렇게 생성된 CGH를 실험을 통하여 기록한 이미지상이 정상적으로 복원되는 것을 확인하였다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.129-139
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• 2013

In this paper, we proposed a new hardware architecture for calculating digital holograms at high speed, and verified it with field programmable gate array (FPGA). First, we rearranged memory scheduling and algorithm of computer generated hologram (CGH), and then introduced pipeline technique into CGH process. Finally we proposed a high-performance CGH processor. The hardware was implemented for the target of FPGA, which calculates a unit region of holograms, and it was verified using a hardware environment of NI Inc. and a FPGA of Xilinx Inc. It can generate a hologram of $16{\times}16$ size, and it takes about 4 sec for generating a hologram of a $1,024{\times}1,024$ size, using 6K point sources.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.157-159
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• 2019

홀로그램 기술은 3차원 객체의 생성, 전송, 재생 관점에서 기술 개발이 활발히 수행되고 있지만 현재 여러 가지 한계로 인하여 답보상태에 머물러 있다. VR, AR을 넘어 새로운 기술의 요구에 부합하기 위해 중간 단계로 유사홀로그램 시장이 성장하고 있는 추세다. 홀로그램의 기술의 핵심은 point cloud 형태의 방대한 3차원 데이터를 생성하고 그 방대한 데이터를 통신망을 통해 실시간으로 전송하여 목적지에서 원본과 같이 재생하는 것이다. 본 연구에서는 방대한 3차원 데이터를 실시간으로 전송하기 위한 방법으로 생성된 3차원 객체 정보의 특징점을 전송하여 목적지에서 원본과 비슷한 형태의 객체로 재생하는 방법에 대해 연구한다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.695-706
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• 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.