본 발명의 일 실시예에 따른 딥러닝 기반 습도 센싱 시스템에 있어서, 광원; 상기 광원으로부터 조사되는 광을 회절시켜 초점을 형성하는 프레넬 렌즈; 상기 프레넬 렌즈에 전압을 인가하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부에 의해 상기 프레넬 렌즈에 인가되는 전압을 변경하면서 상기 초점에 따른 복수의 이미지를 촬영하는 카메라;를 포함하는 습도 센서; 및 상기 습도 센서로부터 상기 복수의 이미지를 수신하고, 상기 복수의 이미지를 이용하여 상기 전압에 따른 초점 강도 특성을 식별하고, 상기 초점 강도 특성에 따라 습도 정보의 연산을 수행하도록 학습된 딥러닝 모델에 기초하여 상기 복수의 이미지에 따른 습도 정보를 식별하는 프로세서를 포함하는 습도 판별 장치;를 포함한다.