KR20150112298A - 디지털 홀로그램 합성 방법 - Google Patents

디지털 홀로그램 합성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150112298A
KR20150112298A KR1020140036160A KR20140036160A KR20150112298A KR 20150112298 A KR20150112298 A KR 20150112298A KR 1020140036160 A KR1020140036160 A KR 1020140036160A KR 20140036160 A KR20140036160 A KR 20140036160A KR 20150112298 A KR20150112298 A KR 20150112298A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hologram
mask
digital
synthesizing
light wave
Prior art date
Application number
KR1020140036160A
Other languages
English (en)
Inventor
황치영
오승택
이범렬
신승협
정일권
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020140036160A priority Critical patent/KR20150112298A/ko
Publication of KR20150112298A publication Critical patent/KR20150112298A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/08—Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/08—Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms
    • G03H1/0866—Digital holographic imaging, i.e. synthesizing holobjects from holograms
    • G03H2001/0883—Reconstruction aspect, e.g. numerical focusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2210/00—Object characteristics
    • G03H2210/30—3D object

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

디지털 홀로그램 합성 시스템에 의해 복수의 디지털 홀로그램을 합성하는 기술이 개시된다.
본 발명의 일 양상에 따른 디지털 홀로그램 합성 시스템에서 복수의 디지털 홀로그램을 합성하는 방법은 빛의 주 진행방향을 기준으로 제1 및 제2 디지털 홀로그램 데이터에서 복원 및 재생되는 제1 객체와 제2 객체 사이의 가림 효과를 고려하여 관찰자의 시점을 기준으로 상대적으로 근접한 상기 제1 객체의 가림 마스크를 추출하는 단계, 상기 가림 마스크를 적용하여 상기 제2 디지털 홀로그램 데이터를 변형하는 단계, 및 변형된 제2 디지털 홀로그램 데이터와 상기 제1 홀로그램 데이터를 합성하는 단계를 포함한다.

Description

디지털 홀로그램 합성 방법{METHOD FOR SYNTHESIZING OF DIGITAL HOLOGRAM}
본 발명은 디지털 홀로그램 기술에 관한 것으로, 특히 디지털 홀로그램을 합성하는 기술에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 홀로그램은 홀로그래피(holography)의 원리를 이용하여 만들어지며, 입체상을 재현하는 간섭 줄무늬(fringe pattern) 또는 이러한 간섭 줄무늬가 기록된 매체를 말한다. 홀로그래피는 사람이 실제 존재하는 사물을 볼 때 눈에 들어오는 빛과 동일한 빛의 분포를 만들어낼 수 있는 가장 완벽한 삼차원(3D) 영상 기술로서, 1940년대 데니스 가버(Dennis Gabor)에 의해 그 원리가 고안된 이후 현재까지 예술, 산업, 의료 분야 등의 다양한 분야에 사용되어 왔다.
홀로그래피의 원리는 코히런트(coherent)한 광선(예를 들어, 레이저에서 나온 광선)을 빔 스플리터를 이용하여 2개로 나눠서, 하나의 광선은 직접적으로 기록매체를 비추게 하고 다른 하나의 광선은 사람이 보려는 물체에 비춘다. 이때, 직접적으로 기록 매체를 비추는 광선을 참조광(reference light)이라고 하고, 물체를 비추는 광선을 물체광(object light)이라고 한다. 물체광은 물체의 각 표면에서 반사돼 나오는 광이기 때문에 물체 표면에 따라 위상차(물체 표면에서부터 기록 매체까지의 거리)가 각각 다르게 나타난다. 또한, 변형되지 않은 참조광이 물체광과 간섭을 일으키는데, 이때의 간섭 무늬가 저장된 기록 매체를 홀로그램이라고 한다.
기존의 아날로그 홀로그램은 광 반응성(light-sensitive)의 특성을 갖는 기록 매질인 아날로그 필름에 빛의 간섭 패턴이 기록되어 생성된다. 빛은 진폭(amplitude)과 위상(phase)의 두 가지 정보를 포함하는데, 빛의 세기(intensity)에만 반응하는 필름 물질의 특성에 의해, 물체광(object wave)과 기준광(reference wave)의 간섭을 통해 물체광의 위상 정보를 세기 패턴으로 변형하여 필름에 기록한다.
디지털 기술이 발전함에 따라, 컴퓨터, 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD), 광 변조소자(Spatial Light Modulator, SLM) 등과 같은 다양한 디지털 소자를 활용하는 디지털 홀로그래피(digital holography) 기술이 등장하게 되었다.
디지털 홀로그래피 기술은 기존의 실사 객체뿐만 아니라 가상의 3D 모델 객체로부터도 홀로그램(홀로그램 데이터)을 생성할 수 있다. 또한, 디지털 홀로그래피 기술은 생성된 홀로그램 데이터를 수치적으로 복원(numerical reconstruction)하여 홀로그램 복원 영상을 시뮬레이션할 수도 있다. 이때, 주로 2차원 배열의 형태로 저장되는 디지털 홀로그램 데이터에 신호처리 기술을 적용하여 홀로그램 영상의 다양한 조작 및 편집이 가능하다.
본 발명은 다수의 홀로그램 영상을 합성하여 하나의 홀로그램을 생성할 수 있도록 하는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 디지털 홀로그램 합성 시스템에서 복수의 디지털 홀로그램을 합성하는 방법은 빛의 주 진행방향을 기준으로 제1 및 제2 디지털 홀로그램 데이터에서 복원 및 재생되는 제1 객체와 제2 객체 사이의 가림 효과를 고려하여 관찰자의 시점을 기준으로 상대적으로 근접한 상기 제1 객체의 가림 마스크를 추출하는 단계, 상기 가림 마스크를 적용하여 상기 제2 디지털 홀로그램 데이터를 변형하는 단계, 및 변형된 제2 디지털 홀로그램 데이터와 상기 제1 홀로그램 데이터를 합성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 복수의 디지털 홀로그램으로부터 복원 및 재생되는 입체 영상 객체들의 3차원적 위치 또는 크기를 고려하여, 복수의 디지털 홀로그램에 대한 합성 홀로그램을 생성한다. 이때, 본 발명은 홀로그램 영상들의 상대적 복원 위치에 따라 발생하는 영상 가림 현상을 고려하여, 복수의 홀로그램 영상들이 자연스럽게 재생되도록 다수의 홀로그램 데이터가 합성된 하나의 홀로그램을 생성한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 시스템에 의해 디지털 홀로그램을 합성하는 방법 흐름도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 방법을 설명하기 위한 제1 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 방법에서 가림 마스크를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 방법을 설명하기 위한 제2 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 방법에서 무작위 위상 분포를 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 시스템 블록도.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 구체적으로 설명하기 전, 본 명세서에서 홀로그램은 디지털 홀로그래피 기술을 활용하여 입체 영상 객체(이하, '홀로그램 객체')로 복원되는 홀로그램 데이터를 지칭한다. 이러한 홀로그램은 2차원 배열 형태의 데이터로 저장 및 관리된다.
홀로그램 객체는 홀로그램의 광파 분포에 의해 복원되는 입체 영상 객체를 지칭한다. 여기서, 제1 홀로그램 객체(11)는 제1 홀로그램(10)을 통해 형성되는 입체 영상 객체(예를 들어, 도 2의 정육면체)이며, 제2 홀로그램 객체(21)는 제2 홀로그램(20)을 통해 형성되는 입체 영상 객체(예를 들어, 도 2의 원통)이다. 또한, 제1 홀로그램(10)에 의해 형성되는 제1 홀로그램 객체(11)는 제2 홀로그램(20)에 의해 형성되는 제2 홀로그램 객체(21)보다, 관찰자(50)를 기준으로 앞에(가까이) 위치하는 객체를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 시스템에 의해 디지털 홀로그램을 합성하는 방법 흐름도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 시스템(이하, 홀로그램 합성 시스템(100))은 홀로그램 영상들의 상대적 복원 위치에 따라 발생하는 영상 가림 현상을 고려하여, 복수의 홀로그램 영상들이 자연스럽게 재생되도록 다수의 홀로그램 데이터가 합성된 하나의 홀로그램을 생성한다. 이를 위해, 홀로그램 합성 시스템(100)은 아래와 같은 단계를 수행한다.
단계(S101)에서, 홀로그램 합성 시스템(100)은 도 2에 예시된 바와 같이 다수의 홀로그램(제1 홀로그램(10), 제2 홀로그램(20)) 각각을 통해 복원되는 입체 영상 객체들(제1 홀로그램 객체(11), 제2 홀로그램 객체(21))의 위치 및 크기를 파악한다. 여기서, 제1 및 제2 홀로그램 객체(11, 21)는 홀로그램 기술의 특성상 3차원적 광파 분포(12, 22)에 의해 제1 및 제2 홀로그램(10, 20)으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치(13, 23)에 복원된다. 이때, 제1 홀로그램 객체(11), 제2 홀로그램 객체(21)는 사전에 설정된 위치에 복원되므로, 홀로그램 합성 시스템(100)은 제1 홀로그램 객체(11), 제2 홀로그램 객체(21) 각각이 복원되는 위치(13, 23)를 파악할 수 있다. 이를 통해, 홀로그램 합성 시스템(100)은 제1 홀로그램 객체(11)와 제2 홀로그램 객체(21) 간의 상대적 위치도 파악할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 홀로그램(10, 20) 각각을 통해 복원되는 제1 및 제2 홀로그램 객체(11, 21)의 크기도 사전에 설정된 크기로 복원되므로, 홀로그램 합성 시스템(100)은 복원된 제1 및 제2 홀로그램 객체(11, 21) 각각의 크기도 파악할 수 있다.
단계(S102)에서, 홀로그램 합성 시스템(100)은 제1 홀로그램(10)에 의해 복원되는 제1 홀로그램 객체(11)에 대한 가림 마스크(14)를 추출한다. 예컨대, 홀로그램 합성 시스템(100)은 제1 홀로그램 객체(11)의 중심이 위치한 평면(15)에서, 제1 홀로그램 객체에 대한 가림 마스크(14)를 추출한다. 이때, 제1 홀로그램 객체(11)의 중심이 위치한 평면(15)은 제1 홀로그램 객체(11)가 가장 뚜렷하게(선명하게) 재생되는 평면을 지칭한다.
여기서, 가림 마스크(14)는 광파의 주 진행 방향에 대해 제1 홀로그램 객체(11)의 중심이 위치한 평면(15)에서 상기 객체(11)의 영상에 해당하는 영역만 광파의 진행을 차단하고, 그 외의 나머지 영역은 광파를 투과시킨 것을 의미한다. 이때, 광파의 진행이 차단되는 영역의 픽셀은 0의 값을, 투과되는 영역의 픽셀은 1의 값을 가진다.
단계(S103)에서, 홀로그램 합성 시스템(100)은 가림 마스크(14)에 대한 평활화(smoothing) 과정을 수행한다. 이는, 가림 마스크(14)를 이용하여 제2 홀로그램(20)을 변형하는 이후의 과정에서 가림 마스크(14)의 투과 영역과 차단 영역의 경계에서 급격한 광파 변화에 의해 발생하는 고주파수 성분을 줄이기 위함이다. 이를 위해, 홀로그램 합성 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 가림 마스크(14)의 경계 영역의 픽셀값이 0과 1 사이의 값들이 되도록 평활화 과정을 수행한다. 도 3의 (a)에는 평활화 과정을 거치기 전의 가림 마스크(14)가 도시되고, 도 3의 (b)에는 평활화 과정을 거친 결과 차단과 투과의 경계 영역이 매끄럽게(부드럽게) 처리된 가림 마스크(16)가 도시된다.
예컨대, 홀로그램 합성 시스템(100)은 정규화된(normalized) 2차원 가우시안(gaussian) 분포 함수와 가림 마스크(14)의 분포 간의 컨볼루션(convolution) 계산을 통해 평활화된 가림 마스크(16)를 구할 수 있다. 이때, 가우시안 분포 함수의 형태에 따라 평활화의 정도가 달라진다. 이러한 방법 외에도, 평활화된 가림 마스크(16)를 구하기 위해, 다양한 방법들이 이용될 수 있다.
단계(S104)에서, 홀로그램 합성 시스템(100)은 단계(S103)에서 평활화된 가림 마스크(16)를 이용하여 제2 홀로그램(20)을 변형한다. 여기서, 홀로그램 합성 시스템(100)은 제1 홀로그램 객체(11)의 중심이 위치한 평면(15)에 전파된 제2 홀로그램 광파 분포(24)와 평활화된 가림 마스크(16)를 연산하여 제2 홀로그램(20)을 변형한다. 예컨대, 홀로그램 합성 시스템(100)은 해당 평면(15)에서의 각 픽셀(pixel)마다 제2 홀로그램(20)의 광파 분포(24)의 값과 평활화된 가림 마스크(16)의 값을 곱하여 제2 홀로그램(20)을 변형한다.
이와 같은 변형 동작을 통해, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 홀로그램(20)의 광파 분포에서 가림 마스크(16)에 의해 가려지는 일부 영역이 제거된 제2 홀로그램 변형 객체(33)가 포함된 제2 변형 홀로그램(30)이 생성될 수 있다.
단계(S105)에서, 홀로그램 합성 시스템(100)은 단계(S104)에서 얻어진 제2 변형 홀로그램(30)에 의한 광파 분포(34)를 역으로 전파시키고, 무작위 위상(random phase) 분포를 부가한다. 예컨대, 홀로그램 합성 시스템(100)은 제1 홀로그램 객체(11)가 형성되는 위치(13)에서 제2 변형 홀로그램(30)에 의한 광파 분포(34)를 제2 홀로그램 객체(21)가 원래의 형성되었던 위치(23)로 역 전파(back propagation)시킨다. 또한, 홀로그램 합성 시스템(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 역 전파된 광파 분포에 무작위 위상 분포를 부가한다. 도 5 (a)에는 무작위 위상 분포가 부가되기 전의 광파 분포 가 도시되고, 도 5 (b)에는 무작위 위상 분포가 부가된 후의 광파 분포가 도시된다.
전술한 단계 S105가 필요한 이유는 제1 홀로그램 객체(11)의 위치(13)에서 제2 홀로그램(20)에 의해 전파된 광파 분포(24)에 가림 마스크(16)를 연산하여 적용한 경우, 경계에 어두운 영역의 틈이 발생하는 경우가 있고, 이는 제1 홀로그램 객체(11)와 제2 홀로그램 변형 객체(23)가 합성된 이미지에 부자연스러운 요소가 되므로, 그 틈을 메워주는 과정이 요구되기 때문이다.
이를 위해, 본 발명은 가림 마스크를 적용하여 변형된 홀로그램에 무작위 위상 분포를 부가함으로써, 제2 홀로그램 변형 객체(23)의 위치에서부터 빛이 전파될 때의 빛의 퍼짐(diffusiveness)을 증가시켜, 마스킹(masking) 과정에서 발생할 수 있는 경계 부근의 틈을 메워준다.
단계(S106)에서, 홀로그램 합성 시스템(100)은 두 홀로그램 광파 분포를 합성하여 하나의 합성 홀로그램을 생성한다. 예컨대, 홀로그램 합성 시스템(100)은 제1 홀로그램 객체(11)가 형성되는 위치(13)와 같이, 동일한 위치에서 단계(S105)에서 무작위 위상 분포가 부가된 제2 변형 홀로그램(30)의 광파 분포(34)와 제1 홀로그램(10)의 광파 분포(12)를 합성한다. 이때, 제2 변형 홀로그램(30)의 광파 분포(34)는 무작위 위상 분포가 부가된 것이다.
이후, 홀로그램 합성 시스템(100)은 합성된 광파 분포를 도 2의 제1 홀로그램(10)과 제2 홀로그램(20)이 위치한 평면과 같이 원래 홀로그램이 위치한 평면으로 전파하여 하나의 합성 홀로그램을 생성한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 디지털 홀로그램으로부터 복원 및 재생되는 입체 영상 객체들의 3차원적 위치 또는 크기를 고려하여, 복수의 디지털 홀로그램에 대한 합성 홀로그램을 생성하되, 홀로그램 영상들의 상대적 복원 위치에 따라 발생하는 영상 가림 현상을 고려하여, 복수의 홀로그램 영상들이 자연스럽게 재생되도록 다수의 홀로그램 데이터가 합성된 하나의 홀로그램을 생성한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 시스템 블록도이다. 도 6의 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 홀로그램 합성 시스템(이하, 홀로그램 합성 시스템(100))은 홀로그램 영상들의 상대적 복원 위치에 따라 발생하는 영상 가림 현상을 고려하여, 복수의 홀로그램 영상들이 자연스럽게 재생되도록 다수의 홀로그램 데이터가 합성된 하나의 홀로그램을 생성한다. 이를 위해, 홀로그램 합성 시스템(100)은 추출부(110), 처리부(120), 변형부(130), 합성부(140)를 포함한다.
추출부(110)는 제1 홀로그램 객체(11)에 대한 가림 마스크(14)를 추출한다.
가림 마스크(14)를 추출하기 전, 추출부(110)는 제1 홀로그램(10), 제2 홀로그램(20) 각각을 통해 복원되는 제1 홀로그램 객체(11), 제2 홀로그램 객체(21)의 위치 및 크기를 파악한다. 여기서, 제1 및 제2 홀로그램 객체(11, 21)는 홀로그램 기술의 특성상 3차원적 광파 분포(12, 22)에 의해 제1 및 제2 홀로그램(10, 20)으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치(13, 23)에 복원된다. 이때, 제1 홀로그램 객체(11), 제2 홀로그램 객체(21)는 사전에 설정된 위치에 복원되므로, 홀로그램 합성 시스템(100)은 제1 홀로그램 객체(11), 제2 홀로그램 객체(21) 각각이 복원되는 위치(13, 23)를 파악할 수 있다. 이를 통해, 추출부(110)는 제1 홀로그램 객체(11)와 제2 홀로그램 객체(21) 간의 상대적 위치도 파악할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 홀로그램(10, 20) 각각을 통해 복원되는 제1 및 제2 홀로그램 객체(11, 21)의 크기도 사전에 설정된 크기로 복원되므로, 추출부(110)는 복원된 제1 및 제2 홀로그램 객체(11, 21) 각각의 크기도 파악할 수 있다.
추출부(110)는 제1 홀로그램(10)에 의해 복원되는 제1 홀로그램 객체(11)에 대한 가림 마스크(14)를 추출한다. 예컨대, 홀로그램 합성 시스템(100)은 제1 홀로그램 객체(11)의 중심이 위치한 평면(15)에서, 제1 홀로그램 객체에 대한 가림 마스크(14)를 추출한다. 이때, 제1 홀로그램 객체(11)의 중심이 위치한 평면(15)은 제1 홀로그램 객체(11)가 가장 뚜렷하게(선명하게) 재생되는 평면을 지칭한다.
예컨대, 추출부(110)는 제1 홀로그램 객체(11)의 중심이 위치한 평면(15)에서, 제1 홀로그램 객체에 대한 가림 마스크(14)를 추출한다. 여기서, 가림 마스크(14)는 광파의 주 진행 방향에 대해 제1 홀로그램 객체(11)의 중심이 위치한 평면(15)에서 상기 객체(11)의 영상에 해당하는 영역만 광파의 진행을 차단하고, 그 외의 나머지 영역은 광파를 투과시킨 것을 의미한다. 이때, 광파의 진행이 차단되는 영역의 픽셀은 0의 값을, 투과되는 영역의 픽셀은 1의 값을 가진다.
처리부(120)는 추출부(110)에서 추출된 가림 마스크(14)를 평활화 처리한다.
이는, 가림 마스크(14)를 이용하여 제2 홀로그램(20)을 변형하는 이후의 과정에서 가림 마스크(14)의 투과 영역과 차단 영역의 경계에서 급격한 광파 변화에 의해 발생하는 고주파수 성분을 줄이기 위함이다. 이를 위해, 처리부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 가림 마스크(14)의 경계 영역의 픽셀값이 0과 1 사이의 값들이 되도록 평활화 과정을 수행한다.
예컨대, 처리부(120)는 정규화된(normalized) 2차원 가우시안(gaussian) 분포 함수와 가림 마스크(14)의 분포 간의 컨볼루션(convolution) 계산을 통해 평활화된 가림 마스크(16)를 구할 수 있다. 이때, 가우시안 분포 함수의 형태에 따라 평활화의 정도가 달라진다. 이러한 방법 외에도, 평활화된 가림 마스크(16)를 구하기 위해, 다양한 방법들이 이용될 수 있다.
변형부(130)는 처리부(120)에서 평활화 처리된 가림 마스크(16)를 이용하여 제2 홀로그램(20)을 변형한다.
예컨대, 변형부(130)는 제1 홀로그램 객체(11)의 중심이 위치한 평면(15)에 전파된 제2 홀로그램 광파 분포(24)와 평활화된 가림 마스크(16)를 연산하여 제2 홀로그램(20)을 변형한다. 이때, 변형부(130)는 해당 평면(15)에서의 각 픽셀(pixel)마다 제2 홀로그램(20)의 광파 분포(24)의 값과 평활화된 가림 마스크(16)의 값을 곱하여 제2 홀로그램(20)을 변형한다.
이와 같은 변형 동작을 통해, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 홀로그램(20)의 광파 분포에서 가림 마스크(16)에 의해 가려지는 일부 영역이 제거된 제2 홀로그램 변형 객체(33)가 포함된 제2 변형 홀로그램(30)이 생성될 수 있다.
합성부(140)는 제1 홀로그램(10)과 제2 변형 홀로그램(30)을 합성하여 하나의 합성 홀로그램을 생성한다.
예컨대, 합성부(140)는 제1 홀로그램 객체(11)가 형성되는 위치(13)와 같이, 동일한 위치에서 제2 변형 홀로그램(30)의 광파 분포(34)와 제1 홀로그램(10)의 광파 분포(12)를 합성한다. 이후, 합성부(140)는 합성된 광파 분포를 도 2의 제1 홀로그램(10)과 제2 홀로그램(20)이 위치한 평면과 같이 원래 홀로그램이 위치한 평면으로 전파하여 하나의 합성 홀로그램을 생성한다.
한편, 합성 홀로그램을 생성하기 위해 제1 홀로그램(10)과 제2 변형 홀로그램(30)을 합성하기 전에, 합성부(140)는 변형부(130)에서 얻어진 제2 변형 홀로그램(30)에 의한 광파 분포(34)를 역으로 전파시키고, 무작위 위상 분포를 부가한다. 예컨대, 합성부(140)는 제1 홀로그램 객체(11)가 형성되는 위치(13)에서 제2 변형 홀로그램(30)에 의한 광파 분포(34)를 제2 홀로그램 객체(21)가 원래의 형성되었던 위치(23)로 역 전파(back propagation)시킨다. 또한, 합성부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 역 전파된 광파 분포에 무작위 위상 분포를 부가한다.
합성부(140)에서 가림 마스크를 적용하여 변형된 홀로그램에 무작위 위상 분포를 부가함으로써, 본 발명은 제2 홀로그램 변형 객체(23)의 위치에서부터 빛이 전파될 때의 빛의 퍼짐(diffusiveness)을 증가시켜, 마스킹(masking) 과정에서 발생할 수 있는 경계 부근의 틈을 메워준다.
합성부(140)는 제1 홀로그램 객체(11)가 형성되는 위치(13)와 같이, 동일한 위치에서 무작위 위상 분포가 부가된 제2 변형 홀로그램(30)의 광파 분포(34)와 제1 홀로그램(10)의 광파 분포(12)를 합성한다. 이후, 합성부(140)는 합성된 광파 분포를 원래 홀로그램이 위치한 평면으로 전파하여 하나의 합성 홀로그램을 생성한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 디지털 홀로그램으로부터 복원 및 재생되는 입체 영상 객체들의 3차원적 위치 또는 크기를 고려하여, 복수의 디지털 홀로그램에 대한 합성 홀로그램을 생성하되, 홀로그램 영상들의 상대적 복원 위치에 따라 발생하는 영상 가림 현상을 고려하여, 복수의 홀로그램 영상들이 자연스럽게 재생되도록 다수의 홀로그램 데이터가 합성된 하나의 홀로그램을 생성한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 디지털 홀로그램 합성 장치
110 : 추출부 120 : 처리부
130 : 변형부 140 : 합성부

Claims (1)

  1. 디지털 홀로그램 합성 시스템에서 복수의 디지털 홀로그램을 합성하는 방법에 있어서,
    복수의 디지털 홀로그램으로부터 복원 및 재생되는 입체 영상 객체들의 3차원적 위치 또는 크기를 고려하여, 상기 복수의 디지털 홀로그램에 대한 합성 홀로그램을 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 홀로그램 합성 방법.
KR1020140036160A 2014-03-27 2014-03-27 디지털 홀로그램 합성 방법 KR20150112298A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140036160A KR20150112298A (ko) 2014-03-27 2014-03-27 디지털 홀로그램 합성 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140036160A KR20150112298A (ko) 2014-03-27 2014-03-27 디지털 홀로그램 합성 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150112298A true KR20150112298A (ko) 2015-10-07

Family

ID=54343573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140036160A KR20150112298A (ko) 2014-03-27 2014-03-27 디지털 홀로그램 합성 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150112298A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200134239A1 (en) * 2018-10-25 2020-04-30 Hitachi-Omron Terminal Solutions, Corp. Input and output device and automatic transaction apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200134239A1 (en) * 2018-10-25 2020-04-30 Hitachi-Omron Terminal Solutions, Corp. Input and output device and automatic transaction apparatus
US11455434B2 (en) * 2018-10-25 2022-09-27 Hitachi Channel Solutions, Corp. Input and output device and automatic transaction apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102497832B1 (ko) 홀로그램 생성 장치 및 그 방법
KR100837365B1 (ko) 룩업 테이블을 이용한 컴퓨터 형성 홀로그램 생성과 재생방법 및 그 장치
JP7227095B2 (ja) ホログラム生成装置およびホログラム生成方法
JP2002532771A (ja) コンピュータ支援３次元像再生方法及び装置
KR20140096532A (ko) 디지털 홀로그램 생성 장치 및 그 방법
KR102277098B1 (ko) 포인트 클라우드 및 메쉬를 이용한 체적형 홀로그램 생성 방법
Kang et al. Holographic printing of white-light viewable holograms and stereograms
CN107087149B (zh) 用于处理全息图像的方法和装置
Kang et al. Color holographic wavefront printing technique for realistic representation
Yeom et al. Phase-only hologram generation based on integral imaging and its enhancement in depth resolution
US20230089872A1 (en) Information processing device, information processing method, and information processing program
KR20120118621A (ko) 홀로그램 기록 장치 및 홀로그램 재생 장치
KR100910642B1 (ko) 홀로그래피 기법에 의해 획득된 영상의 3차원 집적 영상복원 방법 및 장치
JP2013054068A (ja) ホログラム生成装置およびホログラム生成方法
US20190332055A1 (en) Apparatus and method for evaluating hologram encoding/holographic image quality for amplitude-modulation hologram
KR101090787B1 (ko) 깊이맵 변환을 이용한 홀로그램 처리 장치 및 방법
KR101412053B1 (ko) 홀로그램 생성 장치 및 방법
Yamaguchi Ray-based and wavefront-based holographic displays for high-density light-field reproduction
Yan et al. Generating Multi‐Depth 3D Holograms Using a Fully Convolutional Neural Network
Tsang et al. Enhancement on the generation of sampled phase-only holograms
KR20150112298A (ko) 디지털 홀로그램 합성 방법
KR102144473B1 (ko) 3d 홀로그램 생성 장치 및 3d 홀로그램 생성 방법
JP4582616B2 (ja) 計算機合成ホログラムの作成方法
JP2012008220A (ja) ルックアップテーブルと画像の空間的重複性を用いた計算機合成ホログラムの算出方法及びその装置
US20200192286A1 (en) Hologram image representation method and hologram image representation device

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination