본 발명은 주사투과전자현미경(STEM)을 통해 얻어진 원자 이미징 결과로부터 원자 구조를 해석하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은, (a) 소정 물질에 대한 주사투과전자현미경 이미지를 얻는 단계; (b) 상기 주사투과전자현미경 이미지에 포함된 가우시안 노이즈, 푸아송 노이즈 및 배경 노이즈를 제거하는 단계; (c) 머신 러닝 기법을 통해 상기 노이즈가 제거된 주사투과전자현미경 이미지에서 원자 영역과 배경 영역을 구분하는 단계; (d) 상기 구분된 원자 영역을 이용하여 원자 좌표를 도출하는 단계; (e) 상기 원자 영역의 밝기 대비를 통해 원자 종류를 구분하는 단계; 및 (f) 상기 (d) 및 (e) 단계에서 구해진 원자의 좌표 및 종류 정보를 이용하여, 주사투과전자현미경으로 관찰된 상기 소정 물질의 구조 정보를 계산하는 단계;를 포함한다.