▲ 광주과학기술원 기전공학부 신호및영상처리연구실 최태선 교수

비전기술 이용한 고정밀 3차원 측정기술 개발에 주력
현대산업이 점차 선진화·고도화되어감에 따라 설치 및 운용상 정밀성이 요구되는 시설이나 장비의 도입이 증가하고 있다. 이를 위해 사용되고 있는 3차원 정밀 측정기술은 크게 접촉식과 비접촉식으로 나뉘는데, 접촉식은 느리지만 정밀하고, 비접촉식은 덜 정확하지만 빠르게 측정이 가능하다는 것이 기존의 통념이었다. 이러한 가운데 광주과학기술원 신호 및 영상처리연구실의 최태선 교수는 피사체에 대한 물리적 접촉 없이도 영상장치를 통해 얻어진 초점 정보를 추출하여, 보다 정확한 3차원 정보를 측정하는 기술을 개발하고자 연구에 매진하고 있다.
최태선 교수는 “현존하는 대부분의 정밀측정기술은 간섭계(interferometer)나 레이저(laser) 광원과 같은 고가의 부가 장치를 이용하는 것에 의존하고 있습니다. 그러나 이러한 기술 대부분이 미국, 일본 등 일부 국가에 의해 독점되어 있는 탓에 국내에서 이를 이용하기 위해서는 고가의 검사 장비를 구입해 사용하는 수밖에 없었습니다”라고 설명했다. 
이러한 문제를 해소하고자 최 교수 연구팀이 주목한 것은 바로 실시간 영상처리를 위해 필수적으로 쓰이는 ‘CCD(Charge Coupled Device)’ 카메라였다. 렌즈를 통해 들어온 빛을 전기적 신호로 바꿔 디지털 형식으로 변환하는 센서를 뜻하는 CCD는 간섭계, 레이저 등의 장치보다 상대적으로 가격이 저렴해 이를 활용한 비접촉 3차원 측정기술을 개발하기 위한 노력이 이미 오래전부터 이뤄져왔다. 그러나 많이 알려진 스테레오(Stereo), 쉐이딩(Shading) 기법의 경우 정밀도가 낮다는 문제가 있으며, 최근 주목받고 있는 포커스(Focus) 기법 또한 피사체에 충분한 표면무늬가 없는 경우 측정이 불가능하다는 한계를 가지고 있던 것이 사실이다. 
이에 연구실에서는 「비전기술을 이용한 피사체의 고정밀 삼차원 형상측정기술 개발」을 목표로 최적화 기술 기반의 FIS(Focused Image Surface) search 방법과 광학 시스템의 진동저감기술 개발, 고속 처리기술에 대한 연구를 중점적으로 수행해왔으며, 이를 적용하기 위한 디지털 영상시스템으로서 고부가가치성 디지털 마이크로스코프 개발에 주력해왔다.

“국가경쟁력 강화에 이바지하는 공학자가 되겠습니다”
연구실에서는 이러한 연구가 국내 기반산업이라 할 수 있는 PDP, LCD, 반도체 등의 공정에서 핵심적인 역할을 수행하게 될 것으로 기대하고 있다. 피사체와의 접촉 없이도 정밀 측정이 가능하기 때문에 파손의 우려가 없고, 보다 빠르고 정밀한 측정을 통해 제품의 품질과 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있기 때문이다. 최 교수는 “이번 연구를 통해 기존 국내 산업계에서 사용되던 값비싼 미세형상측정기의 수입대체 효과와 함께, 해외수출을 위한 품질 및 가격 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 생각됩니다”라고 말했다.
그밖에도 연구실에서는 ‘위성영상용 멀티센서 정합·융합기술’, ‘의료영상 컴퓨터 진단기술’ 등의 연구를 진행하고 있다. ‘위성영상용 멀티센서 정합·융합기술’은 적외선카메라와 고해상도 광학 카메라에서 얻어진 영상정보를 통해 정밀한 물체를 식별하기 위한 신호처리 알고리즘으로서 각종 시설물과 기간산업의 관리 및 운영 계획 수립, 도시계획 및 국가 관리 정책 수립 등의 국가 인프라 분야와 산불탐지, 도시 열섬현상 및 홍수피해 지역 관측 등 연구목적으로 활용되리라 기대된다. 전남대 부속병원과 연구 협력을 하였던 ‘의료영상 컴퓨터 진단기술’은 의료영상정보로부터 폐의 병변을 자동으로 검출하는 CAD 시스템 개발에 대한 것으로 X-ray, CT, MRI 등 바이오 영상처리 연구자들의 영상분석 연구에도 활용이 가능할 것이라 평가된다.
한편, 최태선 교수는 영상처리 및 머신비전 분야의 꾸준한 연구를 바탕으로 국내외 학술지 및 학술회의에 340여 편에 달하는 논문 발표와 국내외 특허 18건을 등록했으며, 지난 2015년 국내 과학기술 분야의 대표적 석학단체인 한국과학기술한림원의 정회원으로 선임되기도 했다. 또한, 2000년 국제전기전자학회로부터 ‘서드 밀레니엄 메달’, 2003년 대한전자공학회 해동상, 2009년 한국정보기술학회 우수연구자상을 수상한 바 있다. 최 교수는 “연구자에게 있어서 가장 중요한 것은 창의적인 사고력과 무수한 실패에도 끝까지 포기하지 않고 도전하는 끈기라고 생각합니다. 앞으로도 저는 공학자로서 학문에 정심(正心)하고, 국가 과학발전과 산업화에 조금이나마 일조할 수 있도록 최선을 다하겠습니다”라고 밝혔다. 대한민국의 새로운 도약을 이끌고자 하는 그의 열정이 앞으로 어떤 결실을 맺게 될지 기대해보자.

“Leading Korea’s digital image processing technology”
Choi Tae-Sun, Professor of Signal and Image Processing Lab of School of Mechatronics at Gwangju Institute of Science and Technology

Choi and his team are working on technology development that can measure precise three-dimensional information by extracting the focusing information gained through imaging device without physical touch to the subject. “Most existing precision measurement technologies heavily depend on ‘interferometer’ or ‘laser’. But the technologies are monopolized by the USA and Japan and Korean companies have to spend sums of money at purchasing the equipment” says Choi. So, he and his team focused on CCD (Charge Coupled Device) camera. It changes the light from the lens to electric signals and is relatively cheaper than the interferometer or laser- based equipment. This was the reason that the team has carried on its R&D for non-touched measuring technology. The problems are the ‘stereo’ and ‘shading’ methods lack in precision and the ‘focus’ method also has difficulty to measure when the subject doesn’t have enough surface patterns. This was another reason for the team to have been working on developing FIS (Focused Image Surface) search methods as well as optical system vibration reduction technology and high speed processing technology that can eventually lead to high value added digital microscope. The team predicts that these technologies can be used as core technologies for PDP, LCD and semiconductor. In addition, the team is working on development of ‘satellite imaging multi-censor adjustment and convergence technology’ as well as ‘medical computer imaging diagnosis technology’. The former is expected to be used for planning urban development, mountain fire detecting and monitoring disaster-stricken areas. The latter, carried out in cooperation with Chonnam National University Hospital, is expected to be used for X-ray, CT and MRI. Professor Choi is received as a veteran in image processing and machine vision and has published about 340 papers in academic journals home and abroad. He registered 18 patents and became a permanent member of the Korean Academy of Science and Technology last year. In 2000, he received the ‘Third Millennium Medal’ from the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) and in 2003 the Haedong Prize from the Institute of Electronics and Information Engineers and in 2009 the Excellent Researcher Prize from the Korean Institute of Information Technology. “I think it is very important for researchers to push forward one’s task till the end. I will keep doing my best to make contribution to my field.” 

Note: <Power Korea> “rewrites” the Korean article in English “concisely” for native English speakers and staff of foreign missions in Korea.