• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.184-184
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• 2016

플라즈마에 레이저 빛을 입사한 후 CCD 소자로 획득한 영상은 검고 밝은 픽셀로 이루어지며 이를 플라즈마 스펙클 패턴이라 정의한다. 그림 1은 $NH_3$ 플라즈마에서 획득한 스펙클 패턴을 보이고 있다 [1]. 광학에서 스펙클 패턴은 빛의 산란을 이용해 정의하고 있지만 최근의 연구에서 이 같은 정의가 잘 못되어졌음이 보고된 바 있다 [2]. 스펙클 패턴은 입사된 빛 물질과 빛 물질 에너지를 흡수하는 표면 플라즈몬 캐리어 (surface plasmon carriers-SPC)가 함께 공존하는 전자계 에너지 필드라고 정의된 바 있다 [2]. 플라즈마 스펙클 패턴은 진공이 SPC와 같은 음의 물질과 입자로 채워져 있다는 가정에 기초하고 있다 [1]. 새로이 정의된 스펙클 패턴은 전하가 없는 photon 모델과는 달리 빛이 양의 전하를 가지고 있다는 사실에 기초한 것이며, 이는 최근의 빛 물질 수집과 관련한 실험적 연구 [3], 빛 물질의 화학적 원소 분석 [4], 빛 물질의 양의 입자성 [5]에 근거를 두고 있다. 빛 물질은 그림 2 [6] 에서와 같이 물 방울을 태양 또는 레이저 빛에 노출시켜 용이하게 수집할 수 있다 [3-6]. 플라즈마 스펙클 패턴에서 픽셀합 분포함수 (pixel sum distribution function-PSDF)을 구할 수 있으며, PSDF에서 추출한 정보는 optical emission spectroscopy, langmuir probe로 수집한 데이터와 매우 유사한 경향성을 보였다 [1, 6]. 이는 스펙클 패턴이 플라즈마의 광학적 전기적 정보를 저장하고 있음을 의미한다. 본 발표에서는 새로운 플라즈마 진단 방식으로서의 스펙클 이미징 시스템, 동작원리, 물리적 기초, 그리고 응용사례 등을 살펴본다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.344-349
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• 2009

동해의 SeaWiFS 클로로필-$\alpha$에서 나타나는 스펙클(speckle) 오차를 제거하고 Level-2에서 Level-3로의 자료합성을 실시하였다. 1998년부터 2007년까지 10년간 클로로필-$\alpha$의 시공간 변동성을 고려하여, 월 평균값으로 표준화된 공간적 표준 편차가 $7mg/m^3$ 이상 될 때를 경계 값으로 스펙클 제거기준을 설정하였다. 농도경사가 큰 전선지역과 연안으로부터 10-50 km 이내 지역은 제거 기준을 $12mg/m^3$ 이상으로 알고리즘을 구성하였다. 스펙클 제거 결과, 자료는 그대로 보존되고 스펙클이 존재하는 화소의 값만 줄어들었다. 특히 스펙클이 자주 발생하는 겨울철 클로로필 자료의 농도변화가 크게 나타났으며 스펙클이 많이 나타나는 시기에는 $5^{\circ}\times5^{\circ}$영역의 평균값이 10%이상 감소하는 결과를 보였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제47권6호
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• pp.91-96
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• 2010

간섭성을 가진 레이저 빛을 산란체에 주사하였을 때 반사되는 정보의 간섭현상에 의해 생기는 불규칙한 무늬를 레이저 스펙클이라 한다. 레이저 스펙클 시스템은 동물의 특정부분의 기능적인 측면 관찰이 가능하고, 상대적으로 저렴하고 간단한 시스템으로 구성된다. 레이저 스펙클 시스템의 가장 큰 특징은 스펙클 이미지를 영상처리 과정을 통해 미세혈관 관찰이 가능하다는 것이다. 기존의 연구는 주로 영상처리를 통한 화질개선에 대해 연구가 많이 진행되었지만 본 논문에서는 레이저 스펙클 시스템을 소형화 하여 상용화시키기 위한 단계로서 레이저 스펙클 내시경을 제작하였다. 제작된 내시경의 성능테스트를 위해 동물실험으로 성능을 입증할 것이다. 피실험체로서 꼬리부분에 미세혈관을 가진 금붕어를 사용하였고 일반 자연광 이미지와 영상처리된 스펙클 이미지를 비교함으로써 내시경 시스템의 가능성을 보일 것이다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.337-343
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• 2009

1997년 9월부터 2007년 12월까지 인공위성 해색센서 SeaWiFS의 클로로필-$\alpha$ 농도가 가지는 오차 특성을 분석하고 그 원인을 조사하였다. 동해의 클로로필-$\alpha$ 월별 분포에는 비정상적으로 높은 농도값이 스펙클(speckle) 형태로 출현하였다. 스펙클들은 시공간적으로 연계성이 없이 산발적으로 분포하였으며 주변 평균에 대해 $10mg/m^3$ 이상의 편차를 보였다. 스펙클들은 주로 겨울철에 나타났으며 구름 분포와 관련이 있었다. 10년간 월별 운량 분석 결과 겨울철 운량은 다른 계절과 달리 남동해상에 집중적으로 분포하였으며, 운량이 클수록 스펙클의 농도가 크게 나타나는 통계적 특성을 보였다. 특히 스펙클이 나타나는 화소의 각 밴드별 정규화된 수출광량을 분석해 본 결과 짧은 파장 영역(443, 490, 510 nm)은 전체적으로 수출광량이 낮게 나타난 반면 550 nm 밴드는 정상 화소와 유사한 분포를 보였다. 짧은 파장 영역의 낮은 수출광량은 555 nm 밴드에 대한 비율로 구해지는 클로로필-$\alpha$ 농도값을 비정상적으로 증폭시켰으며 SeaWiFS 자료에 스펙클을 유발하였다. 본 연구는 동해의 SeaWiFS 클로로필-$\alpha$ 농도자료가 지니는 스펙클 오차에 대한 문제점을 제기하고 오차 특성 분석을 통해 좀 더 신뢰도 있는 자료를 해양 응용 연구에 사용해야 함을 제시한다.

• 한국광학회지
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• 제25권3호
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• pp.142-145
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• 2014

본 논문에서는 광 스캐닝 홀로그래피 기술을 이용하여 실제 물체의 복소 홀로그램 정보를 스펙클 잡음 없이 촬영하였다. 촬영된 복소 홀로그램 정보를 수치적인 방법으로 복원한 뒤 결맞음 광원과 CCD 카메라를 이용하여 촬영한 실제 물체의 영상과 비교하여 스펙클 잡음에 의한 오염도를 평가하였다. 스펙클 잡음에 의한 오염도를 정량적으로 평가하기 위하여 두 영상의 스펙클 패턴의 대비 수치를 이용하였다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.135-135
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• 2010

1997년에 발사된 해색센서 Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS)의 클로로필-a 자료는 많은 연구자들에게 전 지구 규모나 지역 규모에 대한 해양표층의 식물 플랑크톤 증식을 연구하는데 널리 활용되고 있다. 그런데 NASA로부터 제공되는 동해의 SeaWiFS Level-3 클로로필 자료에는 비정상적으로 높은 농도 값이 스펙클 형태로 분포한다. 본 연구에서는 1998년부터 2007까지 전구의 SeaWiFS 자료를 이용하여 SeaWiFS 클로로필-a 농도가 가지는 스펙클 오차의 분포 특성에 관해 조사하였다. 10년간의 월별 자료로부터 각 화소의 최댓값을 분석한 결과 정상적 농도 범위에서 벗어난 높은 농도 값이 스펙클 형태로 출현하였다. 이런 특성은 북반구에서 전구의 80% 이상 높게 나타났으며, 특히 $40-75^{\circ}N$의 중위도 영역에 집중분포하였다. 또한 스펙클들은 연안 가까이에서 매우 높게 나타난 반면 연안과 멀리 떨어진 외해에서도 $10-80mg/m^3$정도의 높은 값을 가지고 산발적으로 분포하였다. 스펙클들은 해마다 상당한 연 변동을 보였으며, 해역별로 크게 분포하는 시기가 다르게 나타났다. 북태평양에서는 봄철에 크게 나타난 반면 북대서양에서는 봄철과 가을철에 고르게 분포하였다. 2009년의 SeaWiFS 재처리 이후에 스펙클 오차 보정에 대한 처리가 이루어졌으며, 상당량 줄어든 분포를 보였으나 여전히 자료 안에서 매우 높은 농도로 분포하며 자료에 오차를 유발하고 있다. 따라서 본 연구는 전구에서 나타나는 스펙클 오차 분포 특성을 분석함으로 해색자료가 가지는 오차에 관한 문제점을 제기하였으며, 이를 통해 좀 더 신뢰도 있는 자료를 해양 연구에 사용해야함을 제시한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.447-450
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• 2010

하모닉 초음파 영상은 일반 초음파 영상에 비해 조직 간의 영상 대조도와 해상도를 향상 시키고, 경계가 보다 명확하기 때문에 초음파 영상 진단 분야에서 각광받고 있다. 하지만 초음파 영상이 포함하고 있는 스펙클 잡음 (speckle noise)에 의한 화질 저하는 하모닉 초음파 영상에서도 여전히 문제가 되고 있다. 이러한 스펙클 잡음을 제거하기 위해 많은 스펙클 제거 (despeckling) 방법들이 연구되었으며, 대부분의 방법들이 영상의 시각적 개선에 초점을 두고 있다. 이러한 접근 방법은 잡음개선정도와 영상의 정보 손실의 상반 관계 (trade off)를 갖는다. 한편 병변 분할은 이런 잡음 제거 방법에 따라 다른 분할 성능을 보이게 된다. 따라서 정확한 병변 분할을 위해서는, 스펙클 제거 방법에 따른 병변 분할 성능을 비교하고, 그 결과를 토대로 병변 분할에 효과적인 스펙클 제거 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 유방 하모닉 초음파 영상에서 다양한 스펙클 제거 방법을 사용하여 각각의 필터가 병변 분할 성능에 미치는 영향을 비교해 보았으며, 실험 결과를 바탕으로 유방 병변 분할에 효과적인 전처리 역할을 수행하는 필터에 대해 분석해 보았다.

• 광학세계
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• 통권134호
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• pp.26-31
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• 2011

레이저 프로젝터에서 스크린을 조사할 경우 원리적으로 광 손실이 크기 때문에 발생한 스펙클은 시간적으로 독립적인 다수의 스펙클 패턴을 화상에 중첩해서 그 평균 조작에 의해서만 본격적으로 저감할 수 있다. 평균조작에 대한 매우 높은 시간적 다중도를 실현하는 수단으로서 스크린 투영광로 중에 삽입한 확산판을 정현함수적으로 진동시키는 진동확산판 방식이 유망하다. 이 원고는 Kubota Shigeo 교수(도쿄대학 생산기술연구소 1부)가 월간 Optronics(통권 349호)에 기고한 내용으로, 필자는 향후 이러한 전자 액추에이터가 Miniature화 되고, 스펙클 저감 디바이스로서 보급되기를 바란다고 밝혔다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 1998년도 제15회 광학 및 양자전자 학술발표회 논문집
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• pp.92-93
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• 1998

폴리 실리톤으로 제작된 마이크로 미러의 표면에서 반사되는 스펙클을 이용하여 홀 로그램을 기록하였다. 마이크로 미러에서 반사되는 스펙클 패턴은 다중모드 광섬유에서 관 측할 수 있는 스펙클과 거의 비슷한 형태로 보이며 이를 이용하여 홀로그램의 기록밀도를 향상시킬수 있음을 보였다.

• 한국안광학회지
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• 제6권2호
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• pp.77-80
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• 2001

본 논문은 저출력 He-Ne 레이저의 스펙클 현상을 이용하여, 진동하는 물체의 표면요소들에 의한 운동상태를 분석하는데 그 목격이 있다. 레이저에서 나온 빛은 구리판에서 반사되어 진동판에 스펙클로 나타난다. 이것을 뒤에 설치된 스피커의 음파로 진동시키면 스펙클은 여러 가지 형태로 변화한다. 진동판이 최대로 진동할 때의 진동수는 역학적 공명 진동수이므로 그때의 스펙클변화를 진동판에 표시한다. 스펙클은 진동하는 부분과 진동하지 않는 부분으로 나뉘어 지는데 진동하는 부분은 흐려지거나 스펙클이 나타나지 않는다. 진동모드의 변화는 진동판의 종류와 크기, 고정단 집게의 위치에 따라 달라지는 것을 볼 수 있다.