KR100200674B1 - 적외선 카메라의 스캐닝 보정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선카메라의 스캐닝 보정 장치에 관한 것으로서, 스캐너가 비출 수 있는 적외선카메라내의 소정 위치에 설치되고, 스캐닝 영상의 흔들림여부를 판단하는 데 기준이 되는 형상을 갖는 기준형상체; 기준형상체를 스캐닝한 신호를 감지하는 검출기; 검출기에서 감지된 기준형상체의 영상데이터를 소정의 프레임 단위로 저장하는 제1메모리; 검출기에서 감지된 기준형상체의 영상데이터를 소정의 프레임 단위로 제1메모리와 교번하여 저장하는 제2메모리; 제1메모리와 제2메모리에 저장된 기준형상체의 영상데이터를 비교하여 기준형상체의 영상데이터 차(차영상)를 구하는 기준영상비교부; 차영상을 스캐너 구동모터의 제어신호로 변환하여 스캐너 구동모터의 속도를 제어하는 영상보정부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 스캐너의 제어를 모터의 궤환 제어시 문제점인 고가의 속도감지기와 잡음제거를 위한 많은 노력이 없이도 영상신호를 이용하여 모터를 제어할 수 있다.

Description

적외선 카메라의 스캐닝 보정장치

본 발명은 스캐너 보정장치에 관한 것으로서, 특히 영상신호를 분석하여 스캐너의 구동제어 신호를 생성하여 스캐너의 구동을 정밀하게 할 수 있는 적외선 카메라의 스캐닝보정장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 적외선 카메라에서의 스캐닝(scanning) 메카니즘 (mechanism)을 도시한 것으로서, 이를 설명하면 다음과 같다. 먼저 스캐너(120,130)를 두어 관측하고자 하는 목표물 또는 배경(100)을 차례로 스캐닝한다. 상기 스캐너는 수평스캐너(120) 및 수직스캐너(130)로 이루어지며, 모터(motor)에 의해 수평스캐너(120)는 목표물(100)의 좌우로 구동되고 수직스캐너(130)는 목표물(100)의 상하로 구동되어, 목표물 또는 관측배경을 차례로 검출기 어래이(detector array, 140)에 정보(목표물 또는 관측배경 에너지)를 집속하도록 한다. 이렇게 집속된 정보는 신호처리부(150)를 거쳐 디스플레이부(160)에 전달되어 디스플레이된다.

여기서 모터를 구동하는 모터구동부는 스캐닝을 일정하게 하도록 하기 위해서 많은 하드웨어가 추가되도록 되어 있다. 도 2는 상기 모터구동부의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 모터 구동을 명령하는 구동명령부(200)를 통해 모터(230)를 구동하면 속도감지기(210)에서 모터(230)의 속도를 감지하여 궤환회로(220)를 통해 안정적인 속도가 유지되도록 모터속도를 제어한다. 따라서 안정적인 스캔이 지속적으로 이루어지기 위해서는 하드웨어 궤환회로(220)와 가격이 상대적으로 고가인 속도감지기(210)가 필요하게 된다. 또한 궤환회로를 아날로그 방식으로 사용하게 되므로 온도환경에 취약하고 잡음을 제거하기 위해 많은 노력이 필요하다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 스캐너의 모터 구동부를 제어함에 있어서 속도감지기를 통한 궤환회로를 사용하지 않고 실제 영상에 디스플레이되는 참조치를 확인하여 모터의 속도 및 스캐너의 수평 및 수직동기를 제어하는 영상신호처리를 이용한 스캐닝 보정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 적외선 카메라에서의 스캐닝 메카니즘을 도시한 것이다.

도 2는 모터구동부의 구성을 블록도로 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 안정적인 스캐닝 유지를 위해 적외선카메라에 사용되는 스캐너의 스캐닝 보정 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.

도 4는 기준형상체를 장착한 적외선 카메라를 도시한 것이다.

도 5는 기준형상체가 디스플레이부에서 위치하는 위치도를 도시한 것이다.

도 6은 수평 및 수직 기준막대의 스캐닝된 영상데이터의 흔들림 정도를 도시한 것이다.

도 7은 영상보정부에서 θH 와 θV를 이용한 스캐너 구동모터 제어를 블록도로 도시한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 안정적인 스캐닝이 유지되도록 하기 위해 적외선카메라의 스캐닝 보정 장치는 스캐너가 비출 수 있는 적외선카메라내의 소정 위치에 설치되고, 스캐닝 영상의 흔들림여부를 판단하는 데 기준이 되는 형상을 갖는 기준형상체; 상기 기준형상체를 스캐닝한 신호를 감지하는 검출기; 상기 검출기에서 감지된 상기 기준형상체의 영상데이터를 소정의 프레임 단위로 저장하는 제1메모리; 상기 검출기에서 감지된 상기 기준형상체의 영상데이터를 상기 소정의 프레임 단위로 제1메모리와 교번하여 저장하는 제2메모리; 상기 제1메모리와 상기 제2메모리에 저장된 기준형상체의 영상데이터를 비교하여 기준형상체의 영상데이터 차(차영상)를 구하는 기준영상비교부; 상기 차영상을 스캐너 구동모터의 제어신호로 변환하여 스캐너 구동모터의 속도를 제어하는 영상보정부를 포함함이 바람직하다.

그리고 상기 기준형상체는 수평방향의 소정의 길이를 갖는 스캐닝 영상으로 디스플레이되도록 설치된 수평기준막대; 및 수직방향의 소정의 길이를 갖는 스캐닝 영상으로 디스플레이되도록 설치된 수직기준막대로 이루어지고, 스캐닝된 영상 신호가 고저로 번갈아가며 출력되게 하는 띠모양을 갖는 것이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명에 따른, 안정적인 스캐닝 유지를 위해 적외선카메라에 사용되는 스캐너의 스캐닝 보정 장치의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 기준형상체(300), 검출기(310), 제1메모리(320), 제2메모리(330), 기준영상 비교부(340) 및 영상보정부(350)로 이루어진다.

상기 기준형상체(300)는 스캐닝 영상의 흔들림여부를 판단하는 데 기준이 되는 형상을 가지며, 스캐너가 비출 수 있는 적외선카메라내에 설치된다. 도 4는 상기 기준형상체(300)를 장착한 적외선 카메라를 도시한 것으로서, 적외선카메라(410)내에 막대모양의 기준형상체(440)을 설치하고 스캐너(430)가 렌즈를 통해 스캐닝하고자하는 목표물 또는 배경(460)을 스캐닝한다. 여기서 상기 막대모양의 기준형상체(440)는 스캐너(430)가 상기 목표물 또는 배경(460)을 스캐닝할 때 스캐닝 범위에 포함되도록 적외선카메라(410)내의 적당한 위치에 설치된다. 그리고 상기 스캐너(430)가 목표물 또는 배경(460)을 스캐닝하고 나면, 적외선 카메라(410)의 내부회로(420)를 통해 디스플레이부(400)에 상기 스캐닝된 목표물 또는 배경(460)이 디스플레이된다. 이 때 상기 기준막대 모양의 기준형상체(440)는 상기 디스플레이부(400)에 디스플레이되지 않고 단지 스캐닝 보정을 할 때 참조치로 활용되게 한다. 또한 상기 기준형상체(440)는 수평방향의 소정의 길이를 갖는 스캐닝 영상으로 디스플레이되도록 설치된 수평기준막대 및 수직방향의 소정의 길이를 갖는 스캐닝 영상으로 디스플레이되도록 설치된 수직기준막대로 이루어지며, 스캐닝된 영상 신호가 고저(高低)로 번갈아가며 출력되게 하는 띠모양을 갖는다. 즉 전기적신호가 하이(HIGH, 빗금친부분), 로(LOW, 빗금쳐지지 않은 부분)로 번갈아가며 나타나도록 되어 있다. 도 5는 상기 기준형상체(440)가 디스플레이부(400)에서 위치하는 위치도를 도시한 것으로서, 수평기준막대(500)는 스캐닝된 물체의 수평방향 기준을 나타내고, 수직기준막대(510)는 스캐닝된 물체의 수직방향 기준을 도시하고 있다. 즉 스캐너의 움직임이 일정하지 않으면 상기 수평 및 수직 기준막대가 흔들림이 나타난다.

상기 검출기(310)는 스캐너가 상기 기준형상체(300)를 스캐닝한 신호를 감지하며, 상기 제1메모리(320) 및 제2메모리(330)는 상기 검출기(310)에서 감지된 상기 기준형상체(300)의 영상데이터를 소정의 프레임 단위로 번갈아 가며 저장한다. 상기 기준영상비교부(340)는 상기 제1메모리(320)와 상기 제2메모리 (330)에 저장된 기준형상체(300)의 영상데이터를 비교하여 기준형상체의 영상데이터 차(차영상)를 구하며, 상기 영상보정부(350)은 상기 차영상을 스캐너 구동모터의 제어신호로 변환하여 스캐너 구동모터의 속도를 제어하여 디스플레이부(360)로 출력한다.

한편 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 5와 같이 디스플레이되도록 수평 및 수직 기준막대(500,510)를 적외선 카메라 내부에 설치한다. 그리고 나서 스캐너를 통해 상기 한 프레임의 수평 및 수직 기준막대에 대한 영상데이터를 제1메모리(320)에 저장한 후, 그 다음 프레임의 수평 및 수직 기준막대에 대한 영상데이터를 제2메모리(330)에 저장한다. 기준영상 비교부(350)를 통해 상기 제1메모리(320)와 제2메모리(330)에 저장된 수평 및 수직 기준막대에 대한 영상데이터를 읽어 서로 비교한다. 여기서 만일 스캐너의 스캐닝이 일정하지 않으면 도 6에 도시된 바와 상기 기준막대는 흔들리게 될 것이다. 도 6에서 참조번호 600은 제1메모리(320)에 저장된 수평기준막대 영상데이터를 나타내며, 참조번호 610은 제2메모리(330)에 저장된 수평기준막대의 영상데이터를 도시한 것이다. 마찬가지로 참조번호 620, 630은 제1메모리(320), 제2메모리(330)에 저장된 수평기준막대의 영상데이터를 나타낸다. 그리고 θH는 수평방향의 스캐닝 흔들림 정도를 나타내며, θV 는 수직방향의 스캐닝 흔들림 정도를 나타낸다.

한편 상기 영상보정부(350)는 상기 θH 와 θV를 구하여 스캐너 구동모터의 제어명령으로 사용하며, 영상신호를 디지털 처리기술을 이용하여 영상의 화질 개선 및 특정 용도에 맞는 영상으로 변환하여 스캐너 영상을 보정한 후, 디스플레이부를 통해 보정된 영상을 디스플레이한다. 도 7은 상기 영상보정부(350)에서 상기 θH 와 θV를 이용한 스캐너 구동모터 제어를 블록도로 도시한 것이다. 여기서 상기 영상보정부(350)의 기능은 통상 소프트웨어로 구현된다.

본 발명에 의하면, 스캐너의 제어를 모터의 궤환 제어시 문제점인 고가의 속도감지기와 잡음제거를 위한 많은 노력이 없이도 영상신호를 이용하여 모터를 제어할 수 있다.

또한 영상신호는 디지털 값으로 처리되고, 현재 기술적 발전이 많은 디지털 기술로 많은 양의 데이터처리와 흔들림을 정밀측정할 수 있어 보다 효과적이고 정확한 제어를 할 수 있으며, 이미지에서 많은 양의 데이터인 참조치를 디지털 값으로 참조하므로 상대적으로 보다 정확한 구동이 될 수 있으며 영상 시스템 특성에 맞는 모터 구동을 할 수 있어 영상이 보다 양질의 화면을 획득할 수 있다.

Claims (3)

1. 안정적인 스캐닝 유지를 위해 적외선카메라에 사용되는 스캐너의 스캐닝 보정 장치에 있어서,

   상기 스캐너가 비출 수 있는 적외선카메라내의 소정 위치에 설치되고, 스캐닝 영상의 흔들림여부를 판단하는 데 기준이 되는 형상을 갖는 기준형상체;

   상기 기준형상체를 스캐닝한 신호를 감지하는 검출기;

   상기 검출기에서 감지된 상기 기준형상체의 영상데이터를 소정의 프레임 단위로 저장하는 제1메모리;

   상기 검출기에서 감지된 상기 기준형상체의 영상데이터를 상기 소정의 프레임 단위로 제1메모리와 교번하여 저장하는 제2메모리;

   상기 제1메모리와 상기 제2메모리에 저장된 기준형상체의 영상데이터를 비교하여 기준형상체의 영상데이터 차(차영상)를 구하는 기준영상비교부;

   상기 차영상을 스캐너 구동모터의 제어신호로 변환하여 스캐너 구동모터의 속도를 제어하는 영상보정부를 포함함을 특징으로 하는 적외선카메라의 스캐닝 보정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기준형상체는

   수평방향의 소정의 길이를 갖는 스캐닝 영상으로 디스플레이되도록 설치된 수평기준막대; 및

   수직방향의 소정의 길이를 갖는 스캐닝 영상으로 디스플레이되도록 설치된 수직기준막대로 이루어지고,

   상기 영상보정부는

   상기 수평기준막대의 차영상을 통해 스캐닝된 영상의 수평방향 흔들림 정도를 구하고, 상기 수직기준막대의 차영상을 통해 스캐너 영상의 수직방향 흔들림 정보를 구하여 스캐너 구동모터의 속도를 제어하는 영상보정부임을 특징으로 하는 적외선카메라의 스캐닝 보정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 수평기준막대 및 수직기준막대는

   스캐닝된 영상 신호가 고저로 번갈아가며 출력되게 하는 띠모양을 갖는 수평기준막대 및 수직기준막대임을 특징으로 하는 적외선카메라의 스캐닝 보정장치.