본 발명은 컨볼루션 신경망을 통해 광학 현미경 이미지를 개선하고 이를 이용하여 이미지 내 입자를 정량화하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 현미경 이미지 개선 방법은, 광학 현미경(optical microscopy; OM) 이미지와 이에 대응하는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope; SEM) 이미지를 수집하는 단계, 상기 SEM 이미지로부터 입자를 식별하는 단계, 상기 식별된 입자의 위치에 기초하여 상기 OM 이미지에 대한 GT(Ground Truth) 이미지를 생성하는 단계, 상기 OM 이미지와 상기 GT 이미지를 훈련 데이터셋으로 설정하여 컨볼루션 신경망을 학습시키는 단계 및 상기 컨볼루션 신경망에 타겟 OM 이미지를 입력하여 상기 타겟 OM 이미지를 개선하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 정량화 방법은 앞서 개선된 타겟 OM 이미지에 기초하여 상기 타겟 OM 이미지 내 입자를 정량화하는 것을 특징으로 한다.