KAIST, 마스크 하나로 선명한 3D 홀로그래픽 구현

박용근 교수 연구팀…기존 3D 카메라 한계 넘어
자율 주행 차량·자동화 로봇 등 원격 감지 분야 활용

일반적인 카메라와 제안된 홀로그래픽 카메라에서 촬영된 움직이는 인형의 모습. 사진=KAIST 제공

국내 연구진이 복잡한 간섭계를 사용하지 않는 혁신적인 홀로그래피 카메라 기술을 발표했다.

23일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 물리학과 박용근 교수 연구팀이 마스크를 이용해 빛의 위상 정보를 정밀하게 측정, 물체의 3D 정보를 더욱 정확하게 재구성하는 홀로그래피 카메라 기술을 구현했다.

연구팀은 수학적으로 특정 조건을 만족하는 마스크를 일반 카메라에 추가하고, 이를 통해 측정한 레이저 산란광을 컴퓨터상에서 분석하는 방식을 제시했다. 이 방법은 복잡한 간섭계가 필요하지 않고, 더욱 단순화된 광학 시스템을 통해 빛의 위상 정보를 효과적으로 획득한다.

이 기술에서 물체 뒤 위치한 두 렌즈 사이의 특별한 마스크가 중요한 역할을 한다. 카메라로부터 받아온 이미지 데이터와 마스크의 독특한 패턴을 결합, 알고리즘 처리를 통해 물체의 세밀한 3D 정보를 복원한다. 이런 방식은 어떤 위치의 물체든 선명하게 3차원으로 촬영하는 능력을 갖춘다. 실제 구현을 위해서는 일반적인 이미지 센서에 단순한 디자인의 마스크를 추가하는 것으로 레이저 홀로그래피 3D 이미지 센서 구현이 가능하다.

오정훈 박사는 "제안하는 홀로그래픽 카메라의 모듈은 일반 카메라에 필터를 추가하는 방식으로 구현될 수 있어 실용화된다면 일상생활에서 비전문가가 손쉽게 사용할 수 있을 것"이라며 "특히 기존의 원격 감지 기술들을 대체할 수 있다는 높은 잠재력을 가지고 있다"고 말했다.

이 연구 결과는 국제적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)'에 이달 12일 출판됐다.