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디지털 홀로그램의 2차원적인 병렬 생성을 위한 알고리즘 및 고성능 하드웨어 설계
양월성,서영호,김동욱,Yang, Wol-Sung,Seo, Young-Ho,Kim, Dong-Wook 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.1
본 논문에서는 홀로그램의 기본 원리인 빛의 간섭현상을 수학적 연산을 통하여 획득하는 컴퓨터 생성 홀로그램의 고속 알고리즘을 제안하고, 이를 하드웨어로 구현한다. 컴퓨터 생성 홀로그램을 고속화하기 위하여 연산 식을 변형하여 병렬 연산이 가능하도록 하며, 이를 두 종류의 (초기 연산 셀과 추가 연산 셀) 구조로 하드웨어를 구현한다. 병렬 연산 알고리즘은 홀로그램의 화소 맨 좌측 열의 값만 연산한 후 나머지 열의 화소 값은 모두 동시에 구할 수 있는 알고리즘으로, 초기 연산 셀은 화소 맨 좌측 값을 연산하고, 나머지 열의 값은 추가 연산 셀로 연산하는 방법이다. 최대 동작 주파수는 약 215MHz이었으며, 이 동작 주파수를 기준으로 기존의 방법들 중 가장 우수한 성능을 보이는 방법과 동일하게 환경을 설정하여 실험을 수행하였다. 그 결과 초당 62.9 CGH 프레임을 연산하는 기존의 방법에 비해 제안한 방법은 초당 81.75 CGH 프레임을 연산하여 약 1.3배의 속도가 향상됨을 확인하였다. In this paper, we propose and implement a high-speed algorithm for CGH that is to calculate digital hologram by modeling the interference phenomenon for tow lights. This algorithm changes the computation equations into a parallel-computable ones and implements it with a structure consisting of two kinds of cells (initial calculation cell, and update calculation cell). The parallel computation algorithm is to get the rest hologram pixels concurrently after calculation the first hologram column. Here, the initial calculation cells compute the first column of the hologram and the update calculation cells compute the rest of the hologram. The two kinds of cells performs a pipeline operation to complete the operations of the two cells at the same time. A CGH calculator to compute the hole hologram for a light source is structured by arranging the two kinds of cells. Results from simulation showed that the maximum operation frequency is about 215MHz. So, experiments are performed by setting this frequency and the same environments as the method showing the best performance. As the results, the proposed one could complete the computation of 81.75 CGH frames per second, while the previous method computes 62.9 CGH frames per second.
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컴퓨터 생성 홀로그램의 고속 병렬 연산을 위한 연산방식 및 하드웨어 구조
양월성(Wol-Sung Yang),최현준(Hyun-Jun Choi),서영호(Young-Ho Seo),유지상(Ji-Sang Yoo),김동욱(Dong-Wook Kim) 한국방송·미디어공학회 2010 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2010 No.11
본 논문에서는 연산에 의해 디지털 홀로그램(computer-generated hologram, CGH)을 생성할 때 많은 계산량으로 속도가 지연되는 문제를 해결하기 위해 연산식을 수정하고 이를 하드웨어로 구현한다. 기존에 제시된 CGH 연산 알고리즘에 비해 제안한 알고리즘은 디지털 홀로그램의 완벽한 병렬처리가 가능하게 하여 속도지연의 문제를 해소한다. 구현 결과 하드웨어가 주어진다면 최대 3사이클에 한 광원으로부터의 홀로그램성분 전체를 연산할 수 있고, 파이프라인 기법을 사용하면 두 사이클의 지연시간 후 매 사이클마다 한 광원에 대한 홀로그램 연산결과를 얻을 수 있다.
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임정훈(Jeong-Hun Lim),홍기성(Ki-sung Hong),배윤진(Yun-Jin Bae),양월성(Wol-sung Yang),최현준(Hyun-Jun Choi),서영호(Young-Ho Seo),유지상,김동욱(Dong-Wook Kim) 한국방송·미디어공학회 2010 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2010 No.11
본 논문에서는 3차원 모니터를 시청하는 시청자의 위치를 추적한 후 시청위치에 따라 다른 시점의 영상을 제공하는 시스템을 제안한다. 본 시스템은 센서들의 신호를 제어하는 CPU, 3개의 초음파센서, 1개의 PIR(Passive infrared radiation)센서, 센서별 신호를 분기해주는 PLD(programmable logic device)로 구성되어 있다. 3개의 초음파 센서를 이용해 20개의 탐색구역 내에 있는 시청자의 정확한 위치를 추적한다. 시스템을 구현한 결과 전방 5m, 좌우 3m의 탐색범위 내에서 시청자의 위치를 정확히 추적하여 해당 시점의 영상을 디스플레이 하였다.
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