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배포일자 : 2025.01.231.(목화)				배포번호 : 2025-08호
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매수 : 보도자료 3매(참고자료 21매, 사진자료 106매, 영상자료 4매)						배포처 : ETRI 홍보실

국내 연구진이 2차원 동영상을 실시간 3차원 홀로그램으로 만드는 디지털 홀로그래피 프로세서를 개발해 냈다. 일반 2D 동영상을 간편하게 홀로그램(Hologram)으로 나타낼 수 있어 향후 홀로그래피 핵심 기술로 자리매김할 것으로 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 2D 동영상을 실시간으로 3D로 만드는 프로그래밍이 가능한 반도체(FPGA) 기반의 디지털 홀로그래피 미디어 프로세서(RHP)를 개발했다고 밝혔다.

연구진이 개발한 실시간 홀로그래피 프로세서는 세계 최초로 고대역폭메모리(HBM)를 적용해 실시간 2D 동영상을 3D 풀컬러 홀로그램으로 구현할 수 있다. 특히 홀로그래피 생성을 위한 모든 하드웨어를 하나의 SoC(System on Chip)로 제작하였다.

실시간 홀로그래피 프로세서(RHP)는 2D 동영상의 3원색(RGB)과 깊이정보를 입력받아 30ms(밀리초)의 지연시간 내 4K 해상도의 입체정보를 재생한다. 최대 30FPS의 처리 속도로 홀로그램 출력이 가능하다. 이러한 성능은 세계 최고 수준을 자랑한다.

즉, 연구진은 프로세서 개발을 통해 2D 영상의 색상정보, 깊이정보를 입력해 홀로그램 출력을 하드웨어로 하는 데 성공한 것이다. 연구진이 개발한 프로세서는 2D 정보를 3D 홀로그램으로 변환해 계산해 주는 역할을 한다. 특히, DDR 메모리 대신 고성능 HBM 메모리를 적용함에 따라 대량의 복소수 홀로그램 계산을 빠른 속도로 처리할 수 있게 되었다.

이번 성과는 기존 컴퓨터를 사용해 소프트웨어를 통한 홀로그램을 생성하던 방식에 비해 수십 배 빠른 동작속도와 성능, 낮은 소비전력을 구현할 수 있다.

연구진은 실시간 홀로그래피 미디어 프로세서를 사용해서 진행한 시연을 통해 유튜브 뮤직비디오, 넷플릭스, 영상통화 등 컴퓨터 화면상의 모든 영상에서 지연 없이 입체감을 느낄 수 있는 것을 확인했다.

ETRI는 이번 연구를 통해 초고해상도 홀로그램 실시간 렌더링하는 기술을 하드웨어로 구현하는 홀로그래픽 미디어의 핵심 기술을 개발해 냈다. 연구진은 향후 본 연구의 고도화로 ▲자연광 기반 홀로그램 직접 획득 ▲고화질 홀로그램 렌더링 기술 등을 적용해 추가 개발한다는 계획이다.

ETRI 연구진은 지난 3년간의 연구개발을 통해 본 기술의 성공을 거뒀고, 2023년 SID I-Zone 국제 전시와 지난해 미국 산호세에서 개최된 SID Display Week 2024에 발표해 관람객들로부터 큰 호응을 얻었다고 설명했다.

아울러 지난달 일본 도쿄에서 개최된 시그라프 아시아(SIGGRAPH ASIA)에서도 연구성과를 발표해 큰 인기를 얻었다. 이를 통해 국제 무대에서 ETRI의 홀로그래피 프로세서 기술이 해당 분야에서 혁신적인 기술력을 입증했다는 평가다.

ETRI 디지털홀로그래피연구실 권원옥 책임연구원은 “향후 홀로그램 화질개선 기술의 하드웨어 적용을 통하여, 범용적인 홀로그래피 디스플레이에 사용되는 홀로그래피 미디어 프로세서 칩(ASIC)을 개발하는 것이 목표이다”라고 말했다.

ETRI 디지털홀로그래피연구실 홍기훈 실장은 “홀로그래피 프로세서의 개발로 저전력, 작은 폼팩터로 실시간 홀로그램을 생성할 수 있어, 이후 홀로그래피 기술 실용화를 위한 중요한 진전을 가져올 것으로 기대한다”고 밝밝혔다.

연구진은 향후 본 기술이 홀로그래피 차량용 헤드업디스플레이(HUD), 홀로그래피 가상현실/혼합현실(VR/MR) 장치, 홀로그래피 미디어 장치 등에 널리 사용될 것으로 예상했다. 연구진은 관련 업체 등에 기술이전 한다는 계획이다.

본 성과는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원의 “홀로그램 영상서비스를 위한 Holo-TV 핵심기술개발사업”으로 수행되었다. <보도자료 본문 끝>

용어설명

1) 홀로그램(Hologram) : 빛의 간섭과 회절을 이용해 3차원 물체의 입체적인 이미지를 기록하고 재생하는 기술

2) FPGA(field programmable gate array) : 로직반도체를 전용 SoC로 만들기 전단계에 사용되는 프로그램 가능한 하드웨어 소자로 프로그래밍 가능한 반도체(FPGA)

3) 디지털 홀로그래피 미디어 프로세서(RHP) : 실시간으로 2D 영상 또는 3D 그래픽스 입력을 홀로그램 영상으로 변환하는 하드웨어 장치

4) 고대역폭 메모리(高帶域幅, High Bandwidth Memory, HBM) : 3D 스택 방식의 DRAM으로 AI 학습 등에 사용되는 고대역폭, 고성능 메모리

5) FPS(frame per second) : 초당 프레임수. 30FPS는 1초에 30번 화면이 다시 그려지는 것을 의미함

6) DDR(Double Data Rate) : 한 클럭 주기(clock cycle)당 두 번의 데이터 전송을 수행할 수 있는 메모리 기술로 기존 동기식 동적 임의 접근 메모리(SDRAM, Synchronous Dynamic Random Access Memory) 대비 두배의 전송속도를 가짐

7) CGH : 컴퓨터 생성 홀로그램(CGH, Computer-Generated Hologram)

참고1

실시간 홀로그래피 프로세서 개념도 및 내용

ETRI가 개발한 실시간 홀로그래피 프로세서(Real-time holography processor : RHP)는 HBM(High-Bandwidth Memory) 메모리를 사용하여 실시간으로 일반 2D 영상을 3D 홀로그램으로 전환하는 로직반도체(FPGA)입니다. RHP 칩은 RGB와 깊이(Depth) 정보를 입력받아 30ms(latency) 뒤에 4K 해상도 입체(8-layered) CGH(Computer-Generated Hologram)을 30fps 속도로 생성합니다. 이는 기존의 GPU와 컴퓨터를 사용하여 소프트웨어를 통한 CGH 생성하던 방식에 비해서 수십배 빠른 성능과 낮은 소비전력을 구현했습니다.