[논문]오목 렌즈 함수를 이용한 초 고해상도 Computer generated hologram 생성 기법

이창주; 최우영; 오관정; 홍기훈; 최기홍; 전상훈; 박중기; 이승열

doi:10.5909/jbe.2020.25.6.836

오목 렌즈 함수를 이용한 초 고해상도 Computer generated hologram 생성 기법
Extremely High-Definition Computer Generated Hologram Calculation Algorithm with Concave Lens Function 원문보기

방송공학회논문지 = Journal of broadcast engineering, v.25 no.6, 2020년, pp.836 - 844

이창주 (경북대학교 전자전기공학부) , 최우영 (경북대학교 전자전기공학부) , 오관정 (한국전자통신연구원 디지털홀로그래피연구실) , 홍기훈 (한국전자통신연구원 디지털홀로그래피연구실) , 최기홍 (한국전자통신연구원 디지털홀로그래피연구실) , 전상훈 (한국전자통신연구원 디지털홀로그래피연구실) , 박중기 (한국전자통신연구원 디지털홀로그래피연구실) , 이승열 (경북대학교 전자전기공학부)

초록
AI-Helper

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.

Abstract ▼ AI-Helper

A very large number of pixels is required to generate a computer generated hologram (CGH) with a large-size and wide viewing angle equivalent to that of an analog hologram, which incurs a very large amount of computation. For this reason, a high-performance computing device and long computation time were required to generate high-definition CGH. To solve these problems, in this paper, we propose a technique for generating high-definition CGH by arraying the pre-calculated low-definition CGH and multiplying the appropriately-shifted concave lens function. Using the proposed technique, 0.1 Gigapixel CGH recorded by the point cloud method can be used to calculate 2.5 Gigapixels CGH at a very high speed, and the recorded hologram image was successfully reconstructed through the experiment.

주제어

표/그림 (5)

그림 그림 1. 제안하는 기법의 도식도 Fig. 1. Schematic of Proposed method
그림 그림 2. (a) 50k×50k CGH 계산 후 복원한 홀로그램 이미지상 (b) 10k×10k CGH 계산 후 제안한 기법으로 50k×50k로 확대한 후 복원한 홀로그램 이미지상 Fig. 2. (a) Reconstructed hologram image after calculating 50k×50k CGH (b) Reconstructed hologram image after calculating 10k×10k CGH and magnifying it to 50k×50k using the proposed method
그림 그림 3. (a) 연산 방식 및 픽셀 수에 따른 연산 시간 비교 그래프 (b) 연산 방식 및 픽셀 수에 따른 PSNR 비교 그래프 Fig. 3. (a) Comparison graph of calculation time according to calculation method and number of pixels (b) Comparison graph of PSNR according to calculation method and number of pixels
그림 그림 4. 초점 거리에 따른 왜곡 비교도 (a-d) 기존 방법으로 물체와의 초점 거리 5 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm에서 기록한 후 복원한 홀로그램 이미지 (e-h) 제안한 방법으로 물체와의 초점 거리 5 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm에서 기록한 후 복원한 홀로그램 이미지 (i) (e)의 CGH 패턴 (j) (f)의 CGH 패턴 (k) (g)의 CGH 패턴 (l) (h)의 CGH 패턴 Fig. 4. Comparison of distortion according to focal length (a-d) Reconstructed hologram image by recorded 5 cm, 10 cm, 20 cm, 30cm focal length using the conventional method (e-h) Reconstructed hologram image by recorded 5 cm, 10 cm, 20 cm, 30cm focal length using the proposed method (i) CGH pattern of (e) (j) CGH pattern of (f) (k) CGH pattern of (g) (l) CGH pattern of (h)
그림 그림 5. (a) 그림 2.(b)의 CGH를 바이너리 인코딩 후 해당 데이터를 이용해 제작한 샘플 사진 (b) 제작된 샘플의 SEM 사진 (c) 그림 2. (a)를 바이너리 인코딩하여 제작한 후 백색광을 이용하여 복원시킨 홀로그램 이미지상 (d) 그림2. (b)를 바이너리 인코딩하여 제작한 후 백색광을 이용하여 복원시킨 홀로그램 이미지상 Fig. 5. (a) A sample produced using the data after binary encoding the CGH in Figure 2. (b) (b) SEM of the produced sample (a) (c) Reconstructed hologram image using white light after producing fig 2. (a) by binary encoding (d) Reconstructed hologram image using white light after producing fig 2. (b) by binary encoding

참고문헌 (11)

J. Park, K. Lee, and Y. Park, "Ultrathin wide-angle large-area digital 3D holographic display using a non-periodic photon sieve," Nat. Commun. 10(1), 1304, Mar 2019.

상세보기
E. Buckley, A. Cable, N. Lawrence, and T. Wilkinson, "Viewing angle enhancement for two-and three-dimensional holographic displays with random superresolution phase masks," Appl. Opt, Vol 45, pp 7334-7341, Oct 2006.

상세보기
D. Blinder, T. Shimobaba, "Efficient algorithms for the accurate propagation of extreme-resolution holograms," Opt. Express, Vol 27, pp 29905-29915, Oct 2019.

상세보기
K. Matsushima, "Computer-generated holograms for three dimensional surface objects with shade and texture," Appl. Opt, Vol 44, pp 4607-4614, Aug 2005.

상세보기
N. Masuda, T. Ito, T. Tanaka, A. Shiraki, and T. Sugie, "Computer generated holography using a graphics processing unit," Opt. Express, Vol 14, pp 603-608, Jan 2006.

상세보기
N. Takada, et al. "Fast high-resolution computer-generated hologram computation using multiple graphics processing unit cluster system," Appl. Opt, Vol 51, pp 7303-7307, Oct 2012.

상세보기
J. Song, J. Park, H. Park, and J.-I. Park, "Real-time generation of high-definition resolution digital holograms by using multiple graphic processing units," Opt. Eng. 52(1), 015803, Jan 2013.

상세보기
R. P. Muffoletto, J. M. Tyler, and J. E. Tohline, "Shifted fresnel diffraction for computational holography," Opt. Express, Vol 15(9), pp 5631-5640, Jul 2007.

상세보기
藤田, 有馬, 松島, 中原, "物？光波のデジタル？大/縮小編集を用いた高解像度CGH の作成", HODIC Circular, Vol 32, pp 10-15, May 2012.
T. Mishina, M. Okui, and F. Okano, "Calculation of holograms from elemental images captured by integral photography," Appl. Opt, Vol 45(17), pp 4026-4036, Jun 2006.

상세보기
L. Ai, H. Cao, H. Sun, and X. Shi, "Performance enhancement of integral imaging based Fresnel hologram capturing by the intermediate view reconstruction," Opt. Express, Vol 27, pp 31942-31955, Oct 2019.

상세보기

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

오목 렌즈 함수를 이용한 초 고해상도 Computer generated hologram 생성 기법
Extremely High-Definition Computer Generated Hologram Calculation Algorithm with Concave Lens Function 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (5)

표/그림 (5)

참고문헌 (11)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

오목 렌즈 함수를 이용한 초 고해상도 Computer generated hologram 생성 기법 Extremely High-Definition Computer Generated Hologram Calculation Algorithm with Concave Lens Function 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (5) 모든 표/그림 보기

표/그림 (5) 슬라이드로 보기

참고문헌 (11)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

오관정 (6) 홍기훈 (1) 전상훈 (6) 이승열 (42)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

오목 렌즈 함수를 이용한 초 고해상도 Computer generated hologram 생성 기법
Extremely High-Definition Computer Generated Hologram Calculation Algorithm with Concave Lens Function 원문보기

초록
AI-Helper

표/그림 (5)

표/그림 (5)