KAIST 예종철교수팀-서울대‧포스텍 공공연구팀…이방성 문제 해결
다른 인공지능 학습 데이터없이 3차원 영상 하나만으로 적용 가능

공초점 형광 현미경 영상의 3차원 고화질 복원. 출처: 카이스트
공초점 형광 현미경 영상의 3차원 고화질 복원. 출처: 카이스트

3차원 영상 화질을 획기적으로 끌어올리는 인공지능 기술이 개발됐다.

카이스트 예종철 교수(김재철 AI 대학원)팀이 서울대학교 장성호 교수팀, 포스텍 김기현 교수팀과 공동연구를 통해 3차원 영상 화질을 편리하게 올리는 인공지능 기술을 개발했다.

이 기술은 수학적 기법인 최적 수송이론 기반을 둔 새로운 인공지능 시스템으로 공초점 현미경과 광 시트 현미경에 적용됐다. 또 형광 현미경의 오랜 문제인 이방성(Anisotropy)을 해결했다.

이방성 문제란 형광 현미경으로 3차원 영상을 얻을 때, 빛의 성질로 인해 영상 공간 방향 간에 적게는 2~3배, 많게는 10배까지도 화질 차이가 발생하는 문제를 뜻한다. 예를 들면 3차원 영상을 보는 각도마다 화질의 차이가 발생하는 것.

연구팀의 기술은 다른 인공지능 학습 데이터가 없어도, 3차원 영상 하나만으로도 인공지능 학습에 적용할 수 있다.

이번 연구에 참여한 예종철 교수, 박형준 연구원(왼쪽부터). 출처: 카이스트
이번 연구에 참여한 예종철 교수, 박형준 연구원(왼쪽부터). 출처: 카이스트

예종철 교수는 "3차원 영상 획득에 있어 극복하기 어려웠던 현미경의 물리적 한계를 인공지능 기술로 뛰어넘었다는 점에서 의미가 있다"고 밝혔다.

또 "비지도 학습 기반으로 훈련이 진행되기 때문에, 다양한 많은 종류의 3차원 영상 촬영 기법에도 확장 적용 가능하다"고 덧붙였다.

해당 연구 결과는 Nature Communications에 게재됐다.

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