UCLA 연구자들은 최근 회절 광학 네트워크를 사용하여 높은 공간 이미징 품질과 높은 스펙트럼 신호 대비를 모두 달성하는 스냅샷 다중 스펙트럼 이미저를 개발했다.
이미저는 공간 이미징 성능과 스펙트럼 신호 대비를 크게 손상시키지 않고, 서로 다른 대역에서 평균 79%의 전송 효율을 달성할 수 있다.
다중 스펙트럼 이미징은 환경 모니터링, 천문학, 농업 과학, 생물 의학, 의학 진단 및 식품 품질 관리를 포함한 다양한 분야에서 주요한 발전을 촉진했다.
스펙트럼 이미징 장치의 가장 보편적인 형태는 컬러 카메라다. 이는 2×2 픽셀의 주기적으로 반복되는 배열에 공간적으로 위치한 스펙트럼 필터에 의존하며, 각 서브픽셀에는 빨간색, 녹색 또는 파란색 채널 중 하나를 전송하고 다른 채널은 차단하는 흡수 스펙트럼 필터가 포함되어 있다.
다양한 이미징 애플리케이션에서 널리 사용됨에도 불구하고, 이러한 흡수 필터 배열의 수를 확장하여 많은 구별되는 색상 대역에서 더 풍부한 스펙트럼 정보를 수집하면 낮은 전력 효율, 높은 스펙트럼 교차 대화 및 낮은 색상 표현 품질로 인해 다양한 문제가 발생한다.
UCLA의 과학자들이 개발한 새로운 스냅샷 다중 스펙트럼 이미저는 흡수 필터 대신 회절 광학 네트워크에 의존한다. 출력 이미지 시야에서 주기적으로 반복되는 16개의 고유 스펙트럼 대역으로 구성되어 가상 다중 스펙트럼 픽셀 배열을 형성한다.
이미저는 딥러닝을 사용하여 입력 스펙트럼 채널을 출력 이미지 평면의 개별 픽셀로 공간적으로 분리하도록 최적화된다. 이는 입력 장면 또는 개체의 공간 정보를 보존하는 가상 스펙트럼 필터 배열 역할을 하여 이미지 재구성 알고리즘 없이 즉시 이미지 큐브를 생성한다.
따라서 회절 다중 스펙트럼 이미징 네트워크는 기존의 스펙트럼 필터나 디지털 알고리즘 없이 단색 이미지 센서를 스냅샷 다중 스펙트럼 이미징 장치로 사실상 변환할 수 있다.
헬로티 김진희 기자 |
