CWN(CHANGE WITH NEWS) - 美 스탠퍼드 연구팀, 저가 3D 조명 기반 센서 개발...사물 거리·이동 속도 측정 지원

디지털 트렌즈, 폰아레나 등 복수 외신이 스탠퍼드대학교 연구팀의 스마트폰 카메라 개선에 큰 영향을 미칠 연구 진행 소식을 보도했다.

연구팀은 최근 3D 조명으로 표준 이미지 센서를 보는 새로운 접근방식을 개발했다. 연구팀의 기법은 스마트폰 카메라가 사물 간 거리를 측정하고, 스마트폰 전 영역에서 3차원 이미지를 보도록 지원한다.

현재 조명을 이용한 사물 간 거리 측정은 특수한 고가 라이다 시스템이 있어야만 가능하다. 라이다는 사물을 향해 쏘면서 반사되는 빛을 측정하는 레이저를 사용해, 사물 간 거리와 사물의 이동 속도, 이동 거리에 따른 사물 간 거리 변화와 움직이는 두 가지 사물의 교차 여부 등을 파악한다.

그러나 연구팀이 개발한 새로운 기법은 오늘날 보급되지 않은 메가픽셀 단위 해상도의 라이다를 사용한다. 해상도가 높을수록 라이다는 더 넓은 영역에서 목표 지점의 사물을 식별할 수 있다.

표준 센서에 3D 영상을 추가하는 방법 중 하나는 광원과 초당 수백만 번 불을 켜고 끄는 변조기를 추가하는 것이다. 그러나 기존 변조기는 비실용적으로 많은 양의 전력이 필요하다.

연구팀은 음향 공명이라고 알려진 현상을 이용하여 변조기 문제를 해결했다. 연구원들은 두 개의 투명한 전극으로 코팅된 전기적, 청각적, 광학적인 특성에 매우 바람직한 투명한 결정인, 리튬 니오베이트의 웨이퍼를 사용하여 음향 변조기를 제작했다.

연구팀의 새로운 변조기 디자인은 간단하면서 일반 스마트폰 카메라와 디지털 SLR 카메라 등 기성품 카메라에 통합할 수 있다.

이번 연구를 진행한 스탠퍼드대학교 박사학 과정 후보생인 오칸 아타라(Okan Atalar)는 “표준을 변경하면서 고도로 첨단화된 2D 센서를 3D 센서로 변환한다”라며, “드론과 우주 탐사선을 포함한 다양한 애플리케이션에서도 발견할 수 있는 에너지 효율성이 높으면서도 저렴한 새로운 라이다 센서를 활용한다”라고 설명했다.

한편, 일부 전문가는 스탠퍼드대학교 연구팀의 연구 논문에 주목하며, 3D 카메라의 활용 가능성을 설명했다.

운동선수 경기력 향상을 위해 3D 이미지 분석 기술을 활용하는 업리프트 랩스(Uplift Labs)의 CEO 수케마사 카바야마(Sukemasa Kabayama)는 스포츠 이미지 분석 작업 시 일반 카메라나 애플리케이션으로 중요한 데이터를 확보하고 3D 시각화 이미지를 활용하는 사례가 많다고 설명했다. 이어, 연구팀이 개발한 3D 이미지 촬영 기법을 스포츠계에서 활용하기 좋을 것이라고 평가했다.

또, 3D 기술 전문 기업 브랜드3D(Brand 3D) CEO 한스 한센(Hans Hansen)은 “3D 카메라를 활용할 때, 다른 공간의 인물과 사물도 같은 공간에 있는 것처럼 촬영할 수 있다. 이는 원격 근무와 학습, 코로나19 시대의 안전 거리 유지, 헬스케어 부문의 질병 진단과 치료 등 여러모로 유용하다”라고 전했다.

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