• 제목/요약/키워드: Phase Only Hologram

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위상 홀로그램 동영상 압축 성능 분석 (Compression Performance Analysis for Phase-Only Hologram Video)

  • 반현민;고현석;오관정;김휘용
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2020년도 추계학술대회
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    • pp.43-45
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    • 2020
  • 궁극의 3D 디스플레이 기술이라고 할 수 있는 홀로그램 기술로 실물을 보는 것과 같은 3차원 영상이 가능해 지고 있다. 그러나 디지털 홀로그램 영상의 데이터양은 HD나 UHD 영상의 수십에서 수천 배에 달해 원본 화질의 열화를 최소화 하면서 데이터양을 줄이기 위한 압축 부호화 기술이 매우 중요하다. 본 논문에서는 위상 홀로그램 동영상에 대해 최신 영상 압축 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)와 VVC(Versatile Video Coding)로 압축한 후 홀로그램 영역과 수치 복원 영역에서 압축 성능을 비교하며, 다양한 실험영상에 대한 HEVC 압축 결과에 대해 객관적 압축성능 분석 및 주관적 성능 분석을 진행한다.

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딥러닝 기반의 복원 네트워크을 사용한 위상 홀로그램 비디오 압축 방법 (Phase-only Hologram Video Compression Method Using Deep Learning-Based Restoration Network)

  • 김우석;강지원;오관정;김진웅;김동욱;서영호
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2021년도 하계학술대회
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    • pp.93-94
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    • 2021
  • 본 연구는 딥러닝 기반의 복원 모델을 사용하여, 비디오 압축을 통해 변질된 위상 홀로그램의 화질을 복원하는 방법을 제안한다. 압축 효율을 위해 위상 홀로그램의 해상도를 감소시킨 후 압축한다. 원래의 해상도로 되돌린 홀로그램을 딥러닝 모델을 사용하여 복원한다. 복원된 위상 홀로그램은 원본 홀로그램을 압축한 것보다 동일한 BPP에서 더 높은 PSNR을 보인다.

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딥러닝 기반의 고해상도 위상 홀로그램 획득을 위한 실험 및 분석 (Experiment and Analysis for Deep Learning based Phase-Only Hologram Super-Resolution)

  • 김우석;강지원;박병서;김동욱;서영호
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2020년도 하계학술대회
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    • pp.325-326
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    • 2020
  • 고해상도의 홀로그램을 얻기 위한 다양한 연구가 지속되고 있다. 본 논문은 고해상도의 위상 홀로그램을 획득하기 위하여 딥러닝 기반의 학습과 복원 결과를 가지고 분석을 진행한다. 사용된 위상 홀로그램은 보편적인 이미지와 값의 범위가 동일하다. SISR(Single Image Super Resolution)에서 좋은 결과를 보인 네트워크를 사용하여 위상 홀로그램에 대한 학습을 진행하였다. 네트워크로 획득한 홀로그램과 원본 홀로그램의 복원 결과를 비교하여, 차이점과 개선해야할 것들에 대해서 심도 있게 분석한다.

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심층 학습 기반 위상 홀로그램 생성 (Deep Learning-based Phase-only Hologram Generation)

  • 차준영;반현민;김휘용
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2022년도 하계학술대회
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    • pp.854-857
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    • 2022
  • 본 논문에서는 기존 이미지를 통해 위상 홀로그램을 생성하는 네트워크를 학습 및 최적화하여, 기존에 사용하는 알고리즘 방식인 GS 알고리즘(Gerchberg-Saxton algorithm)을 대체하는 것을 목표로 한다. GS는 반복 최적화 기법으로 한 장의 이미지에서 위상 홀로그램을 생성하는데 많은 시간이 걸리지만, 심층 학습 기반으로 학습된 모델을 통해 위상 홀로그램을 생성할 경우, 반복 최적화 과정 없이 짧은 시간 안에 위상 홀로그램을 생성할 수 있다. GS와 심층 학습 기반으로 각각 생성한 위상 홀로그램을 ASM(Angular Spectrum Method)을 통해 수치적으로 재복원하여 PSNR로 원본 이미지와 비교한 결과, 심층 학습 기반으로 생성한 위상 홀로그램에서 더 좋은 화질의 이미지를 짧은 시간 안에 얻을 수 있었다.

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가상 영상을 이용한 주파수 영역에서의 광학적 암호화 및 복호화 방법 (Optical encryption and decryption technique using virtual image in frequency domain)

  • 서동환;조규보;박세준;김수중;김정우;노덕수
    • 한국광학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.255-259
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    • 2003
  • 본 논문에서는 위상 변조된 가상 영상과 결합변환상관기를 이용하여 암호화 및 복호화 수준을 향상시키는 방법을 제안하였다. 원 영상은 주파수 영역에서 가상 위상 영상과 무작위 위상 영상의 곱을 퓨리에 변환하여 만든 암호화 영상과 제안한 위상 대응 규칙으로 만든 퓨리에 복호화 키를 퓨리에 변환하여 출력 평면에서 간단히 복원된다. 제안한 방법은 암호화된 영상을 허가되지 않은 사람들이 분석함으로써 있을 수 있는 복제 가능성을 원 영상의 어떤 정보도 포함하지 않은 가상 영상을 사용함으로써 배제할 수 있다. 또한 위상 변조된 영상의 자기상관성분의 세기는 1이므로 원 영상은 이 자기상관성분을 이용하여 재생되므로 결합변환상관기의 가장 큰 문제점인 자기상관성분을 제거해야 하는 문제를 해결할 수 있다 하지만 위상 암호화방법은 잡음이나 흠집에 민감하여 복원영상의 왜곡이 발생할 수 있으므로 본 논문에서는 이 문제를 분석하고 해결책을 제시하였다. 검증 실험을 통하여 분석의 타당성을 확인하고 제안한 암호화 방법이 광 암호화 시스템에 적용 가능함을 확인하였다.

DHM을 위한 간섭무늬 압축 방법과 위상 압축 방법의 성능 비교 (Compression Performance Comparison of Fringe Pattern and Phase Data for DHM)

  • 김영민;반현민;구희연;최승미;오관정;임용준;김휘용
    • 방송공학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.55-78
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    • 2023
  • 디지털 홀로그래피 현미경을 통해 획득한 간섭무늬는 시료의 두께 정보를 포함하고 있다. 하지만 데이터의 용량이 크다는 단점이 존재한다. 따라서 간섭무늬가 담고 있는 시료의 두께 정보 손상을 최소화하면서 데이터 크기를 줄일 수 있는 압축 방법이 요구된다. 본 논문은 위상 압축 방법을 제시하여 JPEG Pleno Holography에서 사용되는 간섭무늬 압축 방법보다 위상 압축 방법이 더 효율적임을 실험을 통해 확인했다. RMSE와 BD-Rate 그리고 PSNR을 사용하여 평가한 결과 위상 압축 방법이 간섭무늬 압축 방법보다 최고 92.39% 향상된 성능을 보였다. 또한 다양한 조건 아래에서 실험을 진행하여 조건 별 압축 성능을 비교분석 했다. 간섭무늬 압축 방법의 경우 시료의 두께를 계산하기 위한 위상 정보뿐 아니라 다른 정보들도 포함하고 있음에 반해, 위상 압축 방법은 간섭무늬에서 불필요한 정보들을 제거 후 위상에 대한 정보만을 압축하는 방식이기 때문에 더 높은 성능을 보이는 것으로 판단 된다.

PAL-SLM을 이용한 다채널 부호화 방법에 따른 다위상형 CGH의 광학적 구현 (Realization of the multi-phase level CGH according to the multi-channel encoding method using a PAL-SLM)

  • 정종래;백운식;김정회;김남
    • 한국광학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.299-308
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    • 2004
  • 공액상 없이 여러 가지 물체를 동시에 재생 가능한 다채널 다단계 위상형 컴퓨터-생성 홀로그램(CGH)을 설계할 수 있는 보다 효과적인 부호화 방법을 제안하였다. 다채널 CGH 패턴을 설계하기 위하여 pixel oriented CGH 제작방식을 이용하였다. 설계된 CGH 패턴의 성능평가를 위해 양자화 위상 단계수에 따른 여러 가지 다채널 CGH들의 회절효율(η), 평균제곱에러(MSE) 및 신호 대 잡음비(SNR) 등의 변화를 살펴보았다. 일반적으로 CGH에 기록되는 물체 수가 증가할수록 CGH의 재생품질은 떨어진다. 그러나 회절효율의 경우 1채널 CGH가 70%이고 제안한 부호화 방법으로 설계한 2채널, 4채널, 8채널 CGH들은 각각 62%, 62%, 63%로 채널수가 증가하여도 큰 차이가 없음을 컴퓨터 모의실험을 통하여 확인할 수 있었다. 또한 렌즈로 결합되어 있는 PAL-SLM과 XGA형 LCD 그리고 이에 빛을 조명하는 LD 등으로 구성되어 있는 액정 공간 광 위상 변조기를 사용하여 광학적으로 CGH를 구현하여 입력영상을 재생$.$고찰해 보았다.

Diffraction Efficiency Analysis of Silver Halide Film for Color Holography Recording

  • Park, Sung Chul;Kim, Sang Il;Son, Kwang Chul;Kwon, Soon Chul;Lee, Seung Hyun
    • International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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    • 제7권2호
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    • pp.16-27
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    • 2015
  • Holography technology which was developed by Dennis Gabor (1900~1979) in 1948 is a technology to record wave planes of actual 3D objects. It is known as the only technology which can express 3D information most perfectly close to human-friendly. Holography technology is widely used in advertisement, architecture and arts as well as science technology areas. Especially, digital holographic print which is an applied area is greatly used in military map, architecture map and cultural asset restoration by printing and reproducing 3D information. Holography is realized by recording and reproducing the amplitude and phase information on high resolution film using coherent light like laser. Recording materials for digital holographic printer are silver halide, photoresist and photopolymer. Because the materials have different diffraction efficiency according to film characteristics of each manufacturer, appropriate guide lines should be suggested through efficiency analysis of each film. This paper suggests appropriate guide lines through the diffraction efficiency measurement of silver halide which is a holographic printer recording medium. And the objective of this study is to suggest appropriate guide lines through diffraction efficiency analysis of Ultimate 08-C and PFG-03C which are commercially used. The experiment was prepared by self-diffraction efficiency system which measures the strength with the defector by penetrating RGB recording medium and concentrating diffracted beams through collimating lens. The experiment showed Geola's PFG-03C which is a silver halide for full color has price/performance advantage in optical hologram recording, but recording angles and reproduction angles are irregular for digital holographic printer recording. Ultimate's Ultimate08-C for full color shows its diffraction efficiency is relatively stable and high according to recording angles and laser wavelength.