KR101986998B1 - 하이퍼스펙트럼 이미지 장치 - Google Patents

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Abstract

이미징 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미징 장치는, 입력 소스를 공간 도메인에서 변조하는 멀티 어퍼쳐, 상기 멀티 어퍼쳐에서 변조된 입력 소스를 스펙트럼 도메인에서 변조하는 랜덤 필터 어레이 및 상기 스펙트럼 도메인에서 변조된 소스를 스펙트럼 범위 감도에 따라 통합하는 포토 센서를 포함한다.

Description

하이퍼스펙트럼 이미지 장치{Hyperspectral Imaging Device}
본 발명은 하이퍼스펙트럼 이미지 장치에 관한 것이다. 상세하게는 디지털 신호 처리 기반 하이퍼스펙트럼 이미지 장치에 관한 것이다.
스펙트럼 이미징은 물체의 공간 및 스펙트럼 정보를 얻기 위해 기존의 이미징 및 스펙트럼 방법을 통합하는 기술이다. 스펙트럼 이미징은 Goetz에 의해 1980년대 말에 정의되었고 지구를 원격으로 감지하기 위해 논의 되었다. 스펙트럼 이미징은 스펙트럼 해상도, 밴드 수, 너비 및 밴드 연속성에 따라 멀티 스펙트럼 이미징, 하이퍼 스펙트럼 이미징 및 울트라 스펙트럼 이미징으로 나눌 수 있다.
멀티 스펙트럼 영상 시스템은 일반적으로 마이크로 미터 또는 수십 마이크로 미터로 측정되는 상대적으로 인접하지 않은 넓은 스펙트럼 대영에서 데이터를 수집한다. 하이퍼 스펙트럼 이미징은 수백 개의 스펙트럼 밴드를 수집할 수 있지만, 울트라 스펙트럼 이미징 시스템은 하이퍼 스펙트럼 이미징 보다 더 많은 스펙트럼 밴드를 수집한다.
도 1은 스펙트럼 이미징의 개념을 나타낸다.
도 2는 이미징 시스템들의 기능을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 이미징 데이터는 그 내부 구조로 인해 3차원 큐브 또는 복수의 2차원 이미지의 스택으로 시각화 될 수 있다. 깊이는 파장(wavelength)의 함수이다. 스펙트럼 이미징은 하나의 이미지의 각 픽셀에 대하여 반사율, 흡수 또는 형광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
스펙트럼 이미징 기술은 항공기 감시, 또는 위성 이미징과 같은 원격 감지 분야에서 적용되던 기술로서, 광업 및 지질학, 농업, 군사, 환경, 글로벌 변화 연구, 법의학 및 의료 분야에서도 적용되는 기술이다.
선행기술문헌 [1] Li, Qingli, et al. "Review of spectral imaging technology in biomedical engineering: achievements and challenges." Journal of biomedical optics 18.10 (2013): 100901-100901.
선행기술문헌 [2] F. H. Goetz et al., "Imaging spectrometry for Earth remote sensing," Science 228(4704), 1147??1153 (1985).
선행기술문헌 [3] A. F. H. Goetz, "Three decades of hyperspectral remote sensing of the Earth: a personal view," Remote Sens. Environ. 113, S5??S16 (2009).
선행기술문헌 [4] E. J. Candㅸs, "Compressive sampling," Proc. Int. Congr. Mathematicians 3, 1433??1452 (2006).
선행기술문헌 [5]Hagen, Nathan, and Michael W. Kudenov. "Review of snapshot spectral imaging technologies." Optical Engineering 52.9 (2013): 090901-090901.
선행기술문헌 [6]Cao, Xun, et al. "Computational Snapshot Multispectral Cameras: Toward dynamic capture of the spectral world." IEEE Signal Processing Magazine 33.5 (2016): 95-108.
선행기술문헌 [7]A. Wagadarikar, R. John, R. Willett, and D. J. Brady, "Single disperser design for coded aperture snapshot spectral imaging," Appl. Opt., vol. 47, no. 10, pp. B44??B51, 2008.
선행기술문헌 [8] M. E. Gehm, R. John, D. J. Brady, R. M. Willett, and T. J. Schulz, "Singleshot compressive spectral imaging with a dual-disperser architecture," Opt. Express, vol. 15, no. 21, pp. 14013??14027, 2007.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미징 장치는 일반적인 스펙트럼 이미징 장치보다 물리적 구현에 적합하고 소형화가 가능하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 이미징 장치는, 입력 소스를 공간 도메인에서 변조하는 멀티 어퍼쳐, 상기 멀티 어퍼쳐에서 변조된 입력 소스를 스펙트럼 도메인에서 변조하는 랜덤 필터 어레이 및 상기 스펙트럼 도메인에서 변조된 소스를 스펙트럼 범위 감도에 따라 통합하는 포토 센서를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미징 장치는 일반적인 스펙트럼 이미징 장치보다 물리적 구현에 적합하고 소형화가 가능하다.
도 1은 스펙트럼 이미징의 개념을 나타낸다.
도 2는 이미징 시스템들의 기능을 나타낸다.
도 3은 스펙트럼 이미징(spectral imagin, 스펙트럼 이미징)에서 일반적으로 사용되는 방식을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미징 장치가 스펙트럼 이미징을 수행하는 과정을 개념적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 다른 스펙트럼 이미징 장치를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 어퍼쳐와 일반적인 멀티 어퍼쳐를 비교하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미징 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 구체적인 실시예로 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상에 포함된다고 할 것이다.
도 3은 스펙트럼 이미징(spectral imagin, 스펙트럼 이미징)에서 일반적으로 사용되는 방식을 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스펙트럼 이미징은 whiskbroom, pushbroom, staring 및 snapshot의 방식으로 수행될 수 있다.
먼저, whiskbroom 방식을 간단히 설명한다.
Whiskbroom 이미징 모드는 점 스캐닝 방식이라고도 지칭된다. 단일 지점은 샘플 또는 감지기를 움직여 두 개의 공간 차원(x 및 y)를 따라 스캔된다. 그 다음 반사된 광은 프리즘에 의해 분산되고, 선형 어레이 검출기에 의해 기록된다. 스펙트럼 이미지 데이터 큐브는 2차원 장면을 스캐닝하고 파장 영역에서 분산시켜(dispersing) 획득된다. Whiskbroom 모드는 일반적으로 이미지 수집을 완료하는데 2축 모터 위치 테이블이 필요하여 하드웨어 구성이 복잡하다는 단점이 있다.
두번째로, pushbroom 방식을 간단히 설명한다.
Pushbroom 방식은 라인 스캐닝이라고도 지칭된다. 한번에 한 지점을 스캔하는 whiskbroom 방식과 달리, pushbroom 방식은 스캔 시 슬릿(slit)의 각 공간 지점에 해당하는 공간 정보 뿐만 아니라 각 공간에 해당하는 스펙트럼 정보를 동시에 수집할 수 있는 장점이 있다.
세번째로, staring 방식을 설명한다.
Staring 방식은 밴드 시퀀셜 방식이라고도 지칭된다. Staring 방식은 전체 공간 정보가 포함된 단일 대역 2차원 그레이 스케일 이미지를 한번에 획득하는 스팩트럼 스캐닝 방식이다. Staring 방식에서는 전체 공간 정보가 한번에 하나의 스펙트럼 밴드를 통과하여 초점 평면에 이미징되고, 파장에 따라 이미지가 스태킹되어 3D 데이터를 이룬다. 이것은 whiskbroom 및 pushbroom 방식과 다른 방식이다.
네번째로, snapshot 방식을 설명한다.
Snapshot 방식은 싱글 샷(single-shot) 방식이라고도 지칭된다. Snapshot은 공간 및 스펙트럼 정보를 하나의 노출로 영역 검출기에 기록하는 방식이다. Snapshot은 공간 차원 또는 스펙트럼 차원에서 스캔이 이루어 진다. 따라서, 주기 해상도에 한계를 갖는 whiskbroom, pushbroom 및 staring 모드와 달리, 시간 해상도를 제한하기 때문에, snapshot 모드는 스캔이 전혀 필요없는 이미징 방식이다. Snapshot 모드는 리매핑되고 분산된 이미지 존들을 CCD 검출기에 동시에 직접 이미징함으로써, 완전한 스펙트럼 데이터 큐브를 획득할 수 있다.
표 1은 각 방식의 특징을 비교/설명한다.
Figure 112017058615535-pat00001
이하에서는 전산 스펙트럼 이미징 방법(computational spectral imaging)을 설명한다.
최근에는 압축 센싱(Compressive Sensing) 이론을 이용하여 스펙트럼 이미징을 수행하고 있다. 압축 센싱은 일반적으로 Nyquist 제한으로 인하여 불충분하게 샘플린된 데이터를 재구성하기 위해 L1-표준 재구성 기술을 사용한다. 압축 센싱에 대한 자세한 내용은 선행기술문헌 4 및 5를 참고한다.
첫번째로, 단일 분산 코딩 어퍼쳐 스냅샷 이미징 시스템(Single dispersive coded aperture snapshot imager)를 간략하게 설명한다.
선행문헌 7을 참고하면 SD-SASSI라고 지칭되는 단일 분산기를 사용하여 코딩된 어퍼쳐 스냅샷 이미징 시스템이 제안되어 있다. 스펙트럼 데이터 큐브는 코딩된 마스크 및 분산에 의해 변조된다. 상이한 파장의 광선은 조리개 코드에 의해 변조된 후 분산 소자에 의해 다르게 오프셋 된다.
두번째로, 이중 분산 코딩 어퍼쳐 스냅샷 이미징 시스템(Dual dispersive coded aperture snapshot imager)를 간략하게 설명한다.
일반적인 CASSI 시스템은 깎인(sheared) 3차원 스펙트럼 데이터 큐브를 형성하기 때문에, 관찰된 스냅샷은 분산에 의해 흐려진다. 이러한 흐려짐 효과를 극복하기 위해 Gehm은 코딩된 어퍼쳐의 양 면에 대칭적으로 배치되어 Replicated slanted 코드를 가지는 깎이지 않은(unsheared) 스펙트럼 코드를 생성하는 듀얼 분산기 구조를 제안한다. 이에 관련된 자세한 설명은 선행기술문헌 8을 참고한다.
세번째로, 공간-스펙트럼 코딩 압축 스펙트럼 이미징 시스템(Spatial-spectral coded compressive spectral imager)에 대해 간략하게 설명한다.
일반적인 CASSI 및 비공간 변조된 이미징 시스템을 위한 실현 가능한 코드는 그들의 물리적 변조 능력에 의해 제한된다. 이론적으로 공간-스펙트럼 데이터 큐브를 무작위로 부호화하는 3-D-CASSI는 일반적인 CASSI 보다 실현 가능한 코드 및 더 높은 성능을 달성할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미지 장치를 설명한다.
최근, 많은 분야에서 스펙트럼 이미징에 대한 요구 및 적용이 증가하고 있다. 그러나 일반적인 스펙트럼 이미징 장치는 3차원 데이터 큐브를 생성하는데 많은 시간이 필요하다. 또한, 스펙트럼 이미지 장치의 가격이 고가이다.
상기의 단점을 극복하기 위해 제안된 시스템이 CASSI이나, CASSI는 장치의 크기를 최소화하는데 한계가 있다. 또한, CASSI의 물리적인 구현이 어렵다는 문제가 있다. 따라서, 이를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예를 이하에서 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미지 장치는 물리적 구현에 적합하며 스펙트럼 이미지 장치를 소형화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미징 장치가 스펙트럼 이미징을 수행하는 과정을 개념적으로 나타낸다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 다른 스펙트럼 이미징 장치를 나타낸다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미징 장치(1)는 멀티 어퍼쳐(10), 랜덤 필터 어레이(20) 및 CMOS 센서(30)을 포함한다.
일반적으로 멀티 어퍼쳐 방식이란, 각각의 어퍼쳐가 하나의 물체에 대하여 서로 다른 부분을 바라보는 방식이다. 예를 들어 4개의 픽셀로 된 물체는 멀티 어퍼쳐가 바라본다고 가정하자. 이때, 첫번째 어퍼쳐는 첫번째 픽셀을 바라보고, 두번째 어퍼쳐는 두번째 픽셀, 세번째 어퍼쳐는 세번째 픽셀, 네번째 어퍼쳐는 네번째 픽셀만을 보여준다. 그리고, 각각의 어퍼쳐를 통해 획득된 이미지가 모여 전체 상을 구성한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 어퍼쳐가 복수의 픽셀에 대한 이미지를 획득하여 공간 정보를 압축하거나, 변조한다. 예를 들어, 본 발명의 멀티 어퍼쳐는, 첫번째 어퍼쳐는 1~2 픽셀을 바라고보, 2번째 어퍼쳐는 2~4 픽셀을 바라고보, 3번째 어퍼셔는 3~4 픽셀을 바라보도록 구성될 수 있다. 여기서 바라본다는 기재의 의미는 해당 어퍼쳐가 바라보는 대상의 픽셀에 관한 입력 소스를 획득함을 의미한다.
또 다른 실시 예에서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 어퍼쳐는 일반적인 멀티 어퍼쳐 방식을 사용할 수도 있다. 상술한 일반적인 멀티 어퍼쳐와 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 어퍼쳐의 동작을 도 6에서 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 어퍼쳐와 일반적인 멀티 어퍼쳐를 비교하는 도면이다.
(a)는 일반적인 멀티 어퍼쳐의 동작을 나타내고, (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 어퍼쳐의 동작을 나타낸다. (b)에서 도시하는 바와 같이, 모든 렌즈가 각각 다른 픽셀에 대한 입력 소스를 획득하는 것이 아니라, 멀티 어퍼쳐를 구성하는 렌즈들이 대상 물체의 픽셀에 대한 입력 소스를 중복하여 획득한다.
다시 도 4 내지 도 5로 돌아온다.
멀티 어퍼쳐(10)는 입력 신호를 수신하여 이를 변조/압축 한다. 구체적으로 멀티 어퍼쳐(10)는 단일 스냅 샷(single snapshot)에서의 장면의 공간 정보를 압축하거나, 변조한다. 본 발명의 일 실시 에에 따른 스펙트럼 이미지 장치(1)는 단일의 어퍼쳐를 포함하는 것이 아닌 멀티 어퍼쳐(10)를 포함함으로써, 한번의 스캔으로 다수의 지점에 대한 장면의 공간 정보를 압축/변조할 수 있다. 도 5를 참조하면, 마이크로 렌즈가 도시되어 있으며, 마이크로 렌즈의 집합을 멀티 어퍼쳐라고 할 수 있다. 이때, 마이크로 렌즈들은 서로 동일한 평면에 배치될 수 있다.
랜덤 필터 어레이(20)는 멀티 어퍼쳐(10)에서 압축/변조된 입력 신호의 스펙트럼 정보를 변조한다. 이때, 일 실시 예에서 랜덤 필터 어레이(20)는 기판상에 증착된 고 굴절률 물질 및 저 굴절률 물질의 다중 층으로 구성된 박막 광학 필터를 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면 분광 필터부가 도시되어 있으며, 분광 필터부의 집합을 랜덤 필터 어레이라고 할 수 있다.
CMOS 센서(30)는 랜덤 필터 어레이(20)에서 변조된 신호를 센싱한다. 다시 말해서 렌덤 필터 어레이(20)에서 변조된 입력 신호가 CMOS 센서(30)에 프로젝션된다. 도 5를 참조하면 포토 센서부가 도시되어 있으며, 포토 센서부의 집합을 CMOS 센서라고 할 수 있다.
각각의 랜덤 필터를 통과한 입력 신호는 파장에 대하여 급격하게 변동한다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미징 장치는 변조기를 사용하지 않고도 컴팩트한 설계가 가능하여 일반적인 스펙트럼 이미징 장치에 비해 변조가 용이하다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미징 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼 이미징 방법은, 먼저 입력 소스가 멀티 어퍼쳐를 통해 공간 도메인에서 변조된다(S101).
공간 변조(spatial modulation)에서, 단일 어퍼쳐 및 입력 신호(X)와의 관계는 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00002
여기에서, di는 공간적으로 변조된 출력이며, ai는 단일 어퍼쳐, X는 하이퍼스펙트럼 이미지 입력을 나타낸다.
그리고 공간 도메인에서 변조된 입력 소스가 랜덤 필터 어레이를 통해 스펙트럼 도메인에서 변조된다(S103).
스펙트럼 변조(spectral modulation)에서, 랜덤 필터 어레이(20)를 통해 변조된 출력 di는 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00003
여기에서, yi는 i 번째 렌즈에서 랜덤 필터 어레이의 출력 샘플이다. T는 랜덤 필터의 전송 셋이다. i 번째 렌즈란, 멀티 어퍼쳐에서 i 번째 어퍼쳐를 구성하는 렌즈를 말한다.
Figure 112017058615535-pat00004
과 같이 행렬 Y가 표기될 때, 압축 스펙트럴 이미징 장치는 수학식 3과 같이 모델링 된다.
Figure 112017058615535-pat00005
여기에서
Figure 112017058615535-pat00006
는 입력 소스이고, A는 멀티 어퍼쳐 매트릭스이고, T는 필터 어레이의 전송 매트릭스이다. X는 입력소스를 나타내는 N ㅧ P매트릭스이다. N은 파장의 범위이고, P는 픽셀의 개수이다. A는 공간 변조 현상을 설명하는 L ㅧ P매트릭스 이다. L은 어퍼쳐의 개수이고, P는 픽셀의 개수이다. i번째 어퍼쳐에 대하여 j번째 픽셀이 보이지 않으며, 행렬 A내 컴포넌트 aij가 0이다. j번째 픽셀이 i 번째 어퍼쳐에 대해 모두 보이면 행렬 A내 컴포넌트 aij가 1이다. 그렇지 않으면 aij는 0과 1사이에 있다. T는 M ㅧ N의 랜덤 필터 어레이의 전송 매트릭스이다. M은 필터의 개수이고, N은 파장의 범위이다. 전송 매트릭스 T는 수학식 4와 같이 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00007
결론적으로 Y의 차원은 M ㅧ L이다.
변조된 소스를 CMOS 센서(30)의 스펙트럼 범위 감도를 따라 통합한다(S105). 구체적으로 멀티 어퍼쳐를 통과하고 랜덤 필터를 통과한 광원이 CMOS 센서의 파장 효율과 통합(integral)된다.
센싱된 변조 신호가 신호 재건부(미도시)에서 재건된다(S107).
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따라 변조된 소스를 재건(reconstruction)하는 과정을 설명한다.
압축 센싱 이론은 센싱 매트릭스가 미확인된 경우 인버스 문제를 해결하기 위해 이용된다. 이는 수학식 5 및 수학식 6과 같이 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00008
Figure 112017058615535-pat00009
여기에서
Figure 112017058615535-pat00010
는 N ㅧ L매트릭스이다.
매트릭스 T에서, 행의 크기(M)는 열의 크기(N)보다 작다. 수학식 6을 열방향으로 표현하면 수학식 7과 같다.
Figure 112017058615535-pat00011
여기에서 d는 베이시스 Ψ 및 스파스(sparse) 벡터를 이용하여 수학식 8과 같이 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00012
그리고 수학식 8을 이용하여 수학식 7은 수학식 9과 같이 다시 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00013
압축 센싱 재건 알고리즘을 통해 하나의 어퍼쳐의 공간 정보의 스파스 근사를 찾을 수 있다. 이는 최적화 문제로 수학식 10과 같이 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00014
그리고,
Figure 112017058615535-pat00015
를 추정할 수 있다. 그리고, D를
Figure 112017058615535-pat00016
라고 하면, 수학식 5는 수학식 11로 다시 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00017
그리고 수학식 11의 양변을 트랜스포즈하면 수학식 12와 같이 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00018
매트릭스 A에 대하여 행의 크기(L)은 열을 크기(P)보다 작다. 따라서, 수학식 12를 열방향으로 수학식 13과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112017058615535-pat00019
그리고 여기에 최적화 문제를 적용하면 수학식 14와 같이 표현된다.
Figure 112017058615535-pat00020
그리고, 열방향으로
Figure 112017058615535-pat00021
를 트랜스포즈하면 변조전 최초 입력 장면인
Figure 112017058615535-pat00022
를 재건할 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 스펙트럼 이미지 장치에 대한 예시적인 실시 예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나 이러한 실시 예는 단지 본 발명을 예시 하기 위한 것이고, 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명을 도시되고 설명된 내용에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 변형이 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

Claims (11)

  1. 대상 물체에 대한 한번의 스캔으로 다수의 부분에 대한 공간 정보를 압축/변조하여 입력 소스를 공간 도메인에서 변조하는 멀티 어퍼쳐;
    상기 멀티 어퍼쳐에서 변조된 입력 소스를 스펙트럼 도메인에서 변조하는 랜덤 필터 어레이; 및
    상기 스펙트럼 도메인에서 변조된 소스를 스펙트럼 범위 감도에 따라 통합하는 포토 센서를 포함하고,
    상기 멀티 어퍼쳐는 동일한 평면상에 위치하는 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈가 획득하는 대상 물체의 픽셀에 대한 입력 소스와 상기 제2 렌즈가 획득하는 대상 물체의 픽셀에 대한 입력 소스는 일부 중복되는
    스펙트럼 이미징 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 랜덤 필터 어레이는 복수의 층으로 구성되고,
    상기 복수의 층은 상대적으로 굴절률이 큰 물질을 포함하는 제1 층과 상대적으로 굴절률이 작은 물질을 포함하는 제2 층을 포함하는
    스펙트럼 이미징 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포토 센서는 상기 멀티 어퍼쳐 및 랜덤 필터 어레이를 통과한 입력 소스는 포토 센서의 파장 효율과 통합되는
    스펙트럼 이미징 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포토 센서에서 통합된 신호를 재건하는 신호 재건부를 더 포함하는
    스펙트럼 이미징 장치.
  7. 멀티 어퍼쳐를 통해 대상 물체에 대한 한번의 스캔으로 획득되는 입력 소스를 공간 도메인에서 변조하는 단계;
    랜덤 필터 어레이를 통해 상기 공간 도메인에서 변조된 입력 소스를 스펙트럼 도메인에서 변조하는 단계; 및
    상기 스펙트럼 도메인에서 변조된 소스를 스펙트럼 범위 감도에 따라 통합하는 단계를 포함하고,
    상기 멀티 어퍼쳐는 동일한 평면상에 위치하는 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈가 획득하는 대상 물체의 픽셀에 대한 입력 소스와 상기 제2 렌즈가 획득하는 대상 물체의 픽셀에 대한 입력 소스는 일부 중복되는
    스펙트럼 이미징 장치의 동작 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 스펙트럼 도메인에서 변조된 소스를 스펙트럼 범위 감도에 따라 통합하는 단계는,
    상기 멀티 어퍼쳐 및 랜덤 필터 어레이를 통과한 입력 소스를 포토 센서의 파장 효율과 통합하는 단계를 포함하는
    스펙트럼 이미징 장치의 동작 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 통합된 신호를 재건하는 단계를 더 포함하는
    스펙트럼 이미징 장치의 동작 방법.
  11. 삭제
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