디지털 홀로그래픽 현미경에서 위상 복원은 노이즈로 인한 언래핑 오류와 수차로 인한 위상 왜곡이라는 이중 도전에 직면해 있다. 기존의 단계별 처리 방법은 계산 효율이 낮고 오류 전달에 내재된 한계가 있어 동기 해석의 새로운 패러다임 개발이 절실하다. 이를 위해 다중 스펙트럼 채널 U-Net(MScU-Net)에 기반한 디지털 홀로그래픽 현미경 위상 복원 방법을 제안한다. 이 네트워크는 ResU-Net 구조에서 Transformer 강화 다중 스펙트럼 채널 주의 메커니즘을 도입하여, 엔드 투 엔드 비선형 매핑을 통해 노이즈가 포함되고 왜곡된 래핑 위상 데이터에서 위상 언래핑과 수차 보상을 동기 해석으로 직접 수행한다. 실험 결과 MScU-Net은 위상 복원에서 뚜렷한 장점을 보였으며, 피크 신호 대 잡음비(PSNR)는 29.82 dB에 달하고, 구조적 유사도 지수(SSIM)는 0.96을 유지한다; 배경 영역 노이즈 표준편차(0.0004~0.0030 rad)는 최적 대조 방법에 비해 82.6%~95.8% 감소하였다; 실측 계단 높이 시스템 편차는 ≤3.74%이며, 국부 측정 변동은 아원자 수준(s = 0.42 nm)에 이른다. 이 방법은 미소 나노 스케일 3차원 형태 측정을 위한 효과적인 솔루션을 제공한다.

디지털 홀로그래픽 현미경; 위상 언래핑; 수차 보상; 다중 스펙트럼 채널 주의 메커니즘