초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구에서는 라이트 필드의 현미경 영상의 품질을 개선하는 방법으로 딥 러닝 기술을 이용한 라이트 필드 현미경 영상 품질의 최적화 방법을 제안하고, 이를 이용한 새로운 방식의 라이트 필드 현미경 시스템을 설계/구현을 목표로 한다.

◼ 전체 내용
본 연구에서는 현재 라이트 필드 현미경은 시료에 대한 시차 정보를 획득할 수 있는 장점을 가지고 있어 현재 실현 가능한 3차원 영상기술이다. 하지만 저해상도, 한정된 심도 범위 등에 대한 문제들로 인하여 상용화 되지 못하고

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구에서는 라이트 필드의 현미경 영상의 품질을 개선하는 방법으로 딥 러닝 기술을 이용한 라이트 필드 현미경 영상 품질의 최적화 방법을 제안하고, 이를 이용한 새로운 방식의 라이트 필드 현미경 시스템을 설계/구현을 목표로 한다.

◼ 전체 내용
본 연구에서는 현재 라이트 필드 현미경은 시료에 대한 시차 정보를 획득할 수 있는 장점을 가지고 있어 현재 실현 가능한 3차원 영상기술이다. 하지만 저해상도, 한정된 심도 범위 등에 대한 문제들로 인하여 상용화 되지 못하고 있다. 이를 보완하기 위해 딥러닝 기술을 융합한 최적의 라이트 필드 현미경 영상을 재생 시스템 구현하고자 한다.
연구내용으로는 라이트 필드 현미경 관련 구성광학계 및 영상 장비, 시료 등의 환경변수를 수집한다. 수집된 환경변수에 따른 재생 영상의 특성에 대하여 딥러닝 트레이닝(training)하고, 이를 통해 최적의 라이트 필드 현미경 영상을 재생할 수 있는 알고리즘 개발 및 시스템을 구현한다.
세부 연구 내용은 라이트 필드 현미경 관련 기초연구로 광학계 분석과 환경변수의 수집 및 분석을 토대로 가상의 마이크로렌즈 어레이 생성알고리즘을 연구한다. 현미경의 외부 환경인 마이크로 렌즈 어레이의 개구(Numerical Aperture), 획득 카메라의 특성, 시료의 반사 계수 및 조명의 세기 관계를 분석하는 알고리즘을 개발한다. 제안된 알고리즘을 적용시켜 시료의 특징들을 추출하고 라이트 필드 현미경을 위한 딥러닝 연구를 진행한다. 수집되고 분류된 데이터들을 토대로 최적의 라이트 필드 현미경 재생 영상 기술을 확보한다.

□ 연구개발성과
본 과제의 연구를 수행함으로써 관련 연구 결과물을 통한 전문학술지 논문게재 15건, 국외 및 국내 학술대회 성과 18건 지식재산권 성과 6건의 연구성과를 얻었다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
본 연구를 통해구현된 딥러닝 기술을 융합한 라이트 필드 현미경 시스템은 기존 광학현미경에 쉽게 적용할 수 있으며, 이를 통해 시료에 대한 최적의 3차원 영상정보를 제공할 수 있다. 이는 실시간 풀 컬러 3차원 영상을 획득 및 가상의 3차원 정보 제공이 가능한 콘포컬 현미경이나, 고가의 디지털 홀로그래픽 현미경을 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 딥러닝 및 광학 현미경의 기초자료로 활용되어 관련 분야의 종사자들이 응용 및 적용이 가능할 것으로 기대된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구개발의 필요성 ... 4
• (2) 연구의 최종 목표 및 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) 1차 년도: 라이트 필드 현미경 시스템 설계를 위한 기초연구 ... 5
• (2) 2차연도: 라이트 필드 현미경 관련 광학특성 실험을 위한 H/W 및 S/W 구축 ... 5
• (3) 3차연도: 광학 특성 실험 및 새로운 방식의 라이트 필드 현미경 영상 재생 알고리즘 개발 ... 5
• (4) 4차연도: Deep learning 기술을 사용한 라이트 필드 현미경 재생 영상의 품질향상 연구 ... 6
• (5) 5차연도: 라이트 필드 현미경 시스템의 실용화 연구 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 6
• 1) 연구수행 결과 ... 6
• 2) 목표 달성 수준 ... 34
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 34
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 35
• 6. 참고문헌 ... 36
• 끝페이지 ... 36