본 논문에서는 광 스캐닝 홀로그래피를 이용한 양안식 3차원 홀로그래픽 영상 시스템을 제안하였다. 양안식 3차원 홀로그래픽 영상 시스템을 구현하기 위하여 사람의 두 눈 사이의 거리와 동공의 크기를 고려하여 양안식 3차원 홀로그래픽 디스플레이 시스템을 설계한 뒤 실제 물체의 홀로그램 정보를 획득하였고 수치적인 신호 처리 후 세기 형태의 공간 광 변조기를 이용하여 광학적인 방법으로 복원하였다. 이를 통하여 광 스캐닝 홀로그래피를 이용한 양안식 3차원 홀로그래픽 영상 시스템의 구현 가능성을 실험적으로 확인하였다.
We propose a split-encryption scheme on converting original images to multiple ciphertexts. This conversion introduces one random phase-only function (POF) to influence phase distribution of the preliminary ciphertexts. In the encryption process, the original image is mathematically split into two POFs. Then, they are modulated on a spatial light modulator one after another. And subsequently two final ciphertexts are generated by utilizing two-step phase-shifting interferometry. In the decryption process, a high-quality reconstructed image with relative error $RE=7.6061{\times}10^{-31}$ can be achieved only when the summation of the two ciphertexts is Fresnel-transformed to the reconstructed plane. During the verification process, any silhouette information was invisible in the two reconstructed images from different single ciphertexts. Both of the two single REs are more than 0.6, which is better than in previous research. Moreover, this proposed scheme works well with gray images.
본 논문에서는 정합필터의 데이터 베이스로 체적 홀로그램을 사용한 광 지문 인식 시스템을 제안하였다. VanderLugt 상관기에 사용되는 정합필터는 방대한 저장 능력과 실시간 랜덤 엑세스의 장점을 갖는 체적 홀로그램에 기록된다 데이터 베이스로 사용되는 지문 영상들은 각각 공간광변조기에 디스플레이 되어 퓨리에 변환 렌즈를 통과한 후 퓨리에 변환된 공간정합필터의 형태로 광굴절매질에 기록된다. 대용량의 데이터 베이스를 구성하기 위한 다중화 방법으로 스텝 모터를 이용하여 기준파의 각도를 회전하는 각다중화 기술을 사용하였다. 실험을 통해 본 시스템이 제한된 영역의 접근을 통제하기 위한 개인 인증용 안전 출입 시스템 및 크레디트카드, 여권, ID등의 위조방지에 이용이 가능함을 제시하였다
한국정보디스플레이학회 2006년도 6th International Meeting on Information Display
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pp.551-555
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2006
A new type of diffractive spatial optical modulators, named SOM, has been developed by Samsung Electro-Mechanics for projection display and other applications. A laser display in full HD format $(1920{\times}1080)$ was successfully demonstrated by using prototype projection engines having SOM devices, signal processing circuits, and projection optics.
본 연구에서는 다채널 결맞음 빔결합 시스템에서 공분산 행렬 적응 진화 전략(covariance-matrix-adaptation-evolution-strategy, CMA-ES) 알고리즘의 구현 가능성을 실험적으로 확인하였다. 파장이 635 nm인 결맞음 광원과 함께 공간 광 변조기를 다채널 위상 변조기 배열로 활용하는 다채널 결맞음 빔결합 시스템을 구성하고, 확률적 병렬 경사 하강(stochastic parallel gradient descent, SPGD) 및 CMA-ES 알고리즘을 결맞음 빔결합 시스템에 적용하여 획득한 두 알고리즘의 동작 특성을 비교하였다. 사각 구조인 16채널 및 벌집 구조인 19채널 결맞음 빔결합 시스템에서 두 알고리즘의 동작 특성을 평가한 결과 두 알고리즘의 동작 특성은 주어진 조건에서 평균적으로 유사하였으나, CMA-ES 알고리즘이 SPGD 알고리즘에 비해 초기 위상값 설정에 따른 동작 특성 변동이 상대적으로 작아 보다 안정적으로 동작할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 저자가 아는 범위 내에서 CMA-ES 위상제어 알고리즘을 다채널 결맞음 빔결합 시스템에 적용한 최초의 원리증명 시연이며, 향후 CMA-ES 위상제어 알고리즘에 기반한 다채널 결맞음 시스템에서 채널 수 증가 혹은 외부 위상잡음 효과 등을 실험적으로 연구할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
재생하고자 하는 3차원 이미지에서 발현되는 빛의 간섭 무늬를 계산하여 얻게 되는 Computer Generated Hologram(CGH)은 본래의 3차원 이미지와 유사관계를 찾기 힘든 형태로 형성되기에 직접적인 초점 위치 혹은 크기 등의 변환이 어려운 것으로 알려져 있다. 본논문은 이러한 문제 중 하나인 다중 평면으로 구성된 3차원 이미지 CGH의 평면별 초점 거리를 변환하는 문제를 해결하는 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 CGH로부터 재생되는 3차원 이미지를 여러 각도에서 관측한 2차원 이미지의 집합으로 구성된 Light-Field (LF) 이미지로 변환하고, 관측한 각도별로 이동하는 객체의 위치를 객체 탐지 알고리즘인 YOLOv5(You Only Look Once version 5)로 분석한 뒤, 이를 조절함으로써 초점 거리가 변환된 LF 이미지와 이를 역변환한 결과인 CGH를 생성한다. 해당 기술은 CGH의 픽셀 사이즈가 3.6 ㎛, 해상도가 3840⨯2160인 상황에서 10 cm 거리에 재생되는 상에 적용되어 영상 품질의 큰 손실 없이 약 3 cm 정도의 범위에서 초점 거리를 변환시킬 수 있음을 시뮬레이션 분석과 실제 실험 관측을 통해 확인하였다.
물체의 진폭과 위상 정보가 free space에서 전달되는 과정을 디지털로 계산하여 기록한 것을 컴퓨터 생성 홀로그램(CGH)라고 한다. 이 CGH는 복소 홀로그램의 형태이지만, 이를 Phase-only 공간광 변조기(SLM)를 통해 디스플레이 하기 위해 위상 홀로그램의 형태로변환하게 된다. 본 논문에서는, 물체의 진폭 정보를 위상 정보에 포함시키는 과정에서 DPAC 등 subsampling이 포함된 기법을 사용한다면 위상 홀로그램의 대역폭이 커지며, 그 결과로 복소 홀로그램 복원 시에는 없던 aliasing이 발생할 수 있음을 실험적으로 밝혔다. 또한, 이렇게 aliasing에 의해 복원성능이 저하되는 거리에서도 공간 주파수 범위를 제약하는 방법을 통해 좋은 화질의 위상 홀로그램 생성이 가능함을 보였다.
홀로그램은 SLM(공간 광변조기)의 픽셀 피치와 빛의 파장에 대한 의존성이 있는 데이터이며 디지털 홀로그램의 품질은 단위 픽셀 피치와 전체 해상도에 비례하게 된다. 또한 각 픽셀마다 복소값을 가지므로 디지털 홀로그램의 데이터량 또한 기하급수적으로 증가하여 그 크기가 매우 클 수밖에 없다. 따라서 효율적으로 디지털 홀로그램 파일을 다루기 위해서는 코덱을 통해 파일 크기를 축소하여 저장하는 것이 필수적이며 최근에는 코덱으로 인해 손상된 화질을 복원하는 연구가 활발히 진행 중이다. 본 논문에서는 홀로그램 표준 데이터인 JPEG Pleno의 홀로그램 이미지를 사용하였으며 홀로그램 이미지를 JPEG2000, AVC, HEVC코덱을 통해 압축 및 복원했을 때 나타나는 화질손상을 딥러닝 네트워크로 복원하여 화질 개선이 이루어지는지 알아보고 원본 홀로그램과 비교하여 정량적으로 화질의 개선 정도를 알아본다.
스케줄링 문제는 응용 영역에 따라 각기 다른 작업과 차원을 가지며, 이들간에 여러 가지 제약 조건이 존재한다. 이러한 문제에 인공지능 기법을 이용하여 문제를 효율적으로 해결할 수 있다. 그러나, 동적으로 변하는 상황에서 모든 제약조건을 만족하는 최적해를 구할 수 없는 경우, 부분적으로 만족하는 해를 구하기 위해 제약 조건들은 수정 또는 추가되어야 하며, 때로는 고려 대상에서 제외되어야 한다. 부분적으로 만족하는 해를 구하기 위해, 수정되어야 할 적절한 제약 조건을 스케줄링 시스템이 자동으로 선택하기에는 많은 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 부분적으로 만족하는 해를 구해야 하는 경우, 제약 조건 완화를 위해 사용자와 상호 작용하며 사용자의 의견을 제약 조건에 반영하는 지능형 사용자 인터페이스(Intelligent User Interface)의 모델을 설계하고 구현하였다. 김포공항의 운항 스케줄 데이터를 사용한 실험에서 제약 조건을 모두 적용하여 이를 만족하는 해를 구하지 못한 경우, 사용자의 의견이 반영된 제약 조건완화를 통해 검색 도메인의 증가와 제약 조건을 부분적으로 만족하는 해를 구할 수 있었다.
본 논문에서는 능동형 센서와 연결된 카메라에서 얻어진 깊이 정보와 칼라 영상으로부터 컴퓨터형성 홀로그램을 제작하는 방법을 제안하였다. CGH 생성을 위해 컴퓨터그래픽 모델을 사용하는 기존의 홀로그래픽 디스플레이 시스템과는 달리, 카메라로 획득되는 각 물체의 칼라 정보 뿐 아니라 깊이 정보를 포함하는 카메라의 실사 영상을 사용하였다. 이 과정은 실사 물체로부터 깊이가 포함된 영상정보를 획득하는 단계와 깊이 정보로부터 추출된 3D 정보를 이용하여 CGH를 생성하는 두 가지 단계로 구성되어 있다. 또한, 홀로그래픽 디스플레이 시스템을 구성하여 제작된 CGH를 디스플레이 하였다. 실험 시스템에서는 1408X1050의 해상도와 10.4um의 픽셀 크기를 갖는 반사형 LCD 패널을 사용하여 CGH로부터 영상을 재생하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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