KAIST(총장 신성철)가 소프트웨어(SW) 기술을 활용해 장치 크기와 촬영 시간을 최소화한 '초분광 카메라 구현 기술'을 개발했다. 초분광 카메라 활용성을 극대화할 수 있어 관련 산업 발전에 기여할 전망이다.
개발 주역은 김민혁 전산학부 교수팀으로 알고리즘 기반 '컴펙트 싱글샷 초분광 카메라' 핵심 기술을 개발했다.
초분광 카메라는 파장 범위가 400~700나노미터(㎚)인 가시광선 스펙트럼을 세밀하게 감지할 수 있는 장비다. 이 카메라를 이용하면 육안이나 일반카메라로는 판별할 수 없는 특정 성분이나 요소를 가려낼 수 있다.
예를 들어 체조직에서 각기 다른 빛을 내는 일반 세포와 암세포를 가려내고, 군사용 인공위성에서 지상의 무기체계를 식별한다.
문제는 초분광 카메라를 만들려면 수많은 '분광 채널'을 구현해야 한다는 점이다. 많은 스펙트럼 정보를 얻기 위해 한 대상을 여러 번 촬영하는 '멀티샷' 방식을 쓰거나 '부호화 조리개' 같은 별도의 광학 필터를 적용하는 '압축영상방식'이 있다. 멀티샷 방식은 촬영 시간이 오래 걸린다. 압축영상방식은 별도 필터를 적용해 장치 부피가 커지고 필터의 영향으로 사진 해상도가 떨어진다.
연구팀은 자체 개발한 알고리즘으로 이 문제를 해결했다. 알고리즘은 촬영 대상의 '테두리' 부분에서 미약하게 발생하는 분광 정보를 기반으로 전체 분광 정보를 복원한다. 이를 활용하면 부피가 작은 장비로 한 번 촬영해 초분광 영상을 얻을 수 있다. 필터를 사용하지 않아 영상 해상도도 높다.
실험 결과, 개발한 카메라로 찍은 영상이 기존 방법으로 얻은 것보다 분광 및 공간 해상도가 우수했다.
김민혁 교수는 “초분광 카메라의 촬영 시간과 장치 부피를 최소화하고, 도출 영상의 질은 극대화할 수 있느 기술”이라며 “관련 분야 기술 혁신을 이끌 것”이라 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
