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[IT뉴스]안개·불투명막 뒤 투명 물체, 사진 한 장으로 복원

온카뱅크관리자

2026-08-06 11:57:33

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> KAIST 
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 <img alt="KAIST 연구팀이 빛이 산란돼 잘 보이지 않는 투명 물체의 두께와 형태를 한번의 촬영으로 파악하는 기술을 개발했다. ChatGPT 생성이미지" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/06/dongascience/20260806115538477fpgn.png" data-org-width="680" dmcf-mid="7FyZrqB3RJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/06/dongascience/20260806115538477fpgn.png" width="658">
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 KAIST 연구팀이 빛이 산란돼 잘 보이지 않는 투명 물체의 두께와 형태를 한번의 촬영으로 파악하는 기술을 개발했다. ChatGPT 생성이미지
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 안개나 불투명한 막에 가려진 투명 물체를 단 한번의 촬영으로 복원하는 기술이 개발됐다. 반도체·디스플레이의 투명 부품 검사와 바이오 영상 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.
 KAIST는 장무석 바이오및뇌공학과 교수팀이 움직이는 두 개의 산란층 사이에 놓인 투명한 물체를 한 번의 촬영으로 복원하는 ‘단일 촬영 위상 영상’ 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '옵티카'에 지난달 20일 게재됐다.
 유리나 투명 비닐, 살아있는 세포처럼 주변과 밝기 차이가 거의 없는 물체는 일반 카메라로 관찰하기 어렵다. 빛이 물제를 통과하면서 생기는 미세한 변화인 '위상'을 분석하면 물체의 형태와 광학적 두께를 파악할 수 있다.
 위상 영상 기술은 살아 있는 세포를 염색하지 않고 관찰하거나 반도체·디스플레이의 투명 부품을 검사하는 데 활용된다. 다만 물체의 앞뒤에 안개나 불투명한 막 등 빛을 여러 방향으로 흩뜨리는 산란층이 있으면 빛의 경로가 뒤섞여 물체 정보를 정확히 얻기 어렵다.
 산란층이 움직이면 빛이 흩어지는 양상이 바뀐다. 기존 기술은 이 경우 같은 대상을 여러 차례 촬영하는 방식을 사용한다. 산란 환경을 사전 측정하거나 많은 데이터로 인공지능(AI)을 훈련시키기도 한다.
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 <img alt="연구팀이 개발한 단층 촬영 위상 기술 개념도. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/06/dongascience/20260806115539727nhtj.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="ziY1sbKpid" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/06/dongascience/20260806115539727nhtj.jpg" width="658">
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 연구팀이 개발한 단층 촬영 위상 기술 개념도. KAIST 제공
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 연구팀은 첫 번째 산란층을 통과한 빛이 물체의 정보를 안정적으로 담도록 '점조명'을 이용했다. 점조명은 돋보기처럼 빛을 한 지점에 집중시키는 방식이다.
 AI에는 빛이 산란층을 통과하면서 변화하는 과정을 계산하는 광학 모델을 결합했다. 연구팀은 AI가 일반적인 AI처럼 정답 사진을 미리 학습하지 않고 물리 법칙에 따라 빛이 거쳐온 경로를 거꾸로 추적해 실제 모습을 파악하도록 설계했다.
 그 결과 한번 촬영한 빛의 세기 정보만으로 투명 물제의 모양과 광학적 두께가 복원됐다. 빛의 산란 정도와 물체 위치를 동시에 파악하는 데도 성공했다.
 연구팀이 개발한 영상 기술은 물체의 위치가 바뀌거나 산란층이 움직여 빛의 산란 정도가 달라져도 안정적으로 작동했다. 별도의 학습 데이터가 필요하지 않다. 다양한 산란 환경에서 진행한 실험에서도 기존 단일 촬영 위상 복원 기술보다 물체의 경계와 세부 구조를 선명하게 재현했다.
 새로운 기술은 반도체·디스플레이용 투명 부품과 광학 소재 결함을 정밀하게 검사하는 데 활용 가능하다. 살아 있는 세포를 손상 없이 관찰하는 바이오 영상과 차세대 광학 센서에도 적용할 수 있다.
 장무석 교수는 "빛이 심하게 흐트러지는 환경에서도 한 번의 촬영만으로 투명한 물체의 모양과 위치를 복원한 첫 사례"라며 "향후 더 복잡한 환경에서도 안정적으로 작동하는 기술로 발전시켜 반도체 검사와 바이오 영상 등 다양한 분야에 활용할 계획"이라고 말했다.
 &lt;참고 자료&gt; doi.org/10.1364/OPTICA.593328  
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 <img alt="왼쪽부터 장무석 교수, 송국호 박사과정생, 김유선 석사과정생. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/06/dongascience/20260806115540944gyls.jpg" data-org-width="487" dmcf-mid="qmF7T6PKie" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/06/dongascience/20260806115540944gyls.jpg" width="658">
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 왼쪽부터 장무석 교수, 송국호 박사과정생, 김유선 석사과정생. KAIST 제공
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 [문혜원 기자 moony@donga.com]
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