KR100407158B1 - 적외선 열상장비의 시변결점 보상방법 및 장치 - Google Patents

적외선 열상장비의 시변결점 보상방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적외선 열상장비에서 화소간의 상호 상관도 비교를 이용하여 적외선 검출기의 시변결점을 보상하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 한 프레임의 디지털 영상신호가 메모리에 저장되면, 영상 처리부는 상기 프레임의 한 화소에 대하여 수평, 수직, 대각선 방향으로 인접한 화소들 중 적어도 2개 이상의 인접 화소들과의 에지 값들을 검출하여 미리 정해지는 임계 에지값과 비교한다. 상기 검출된 에지 값들이 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하면 상기 화소에 대한 결점 판정 회수를 카운트하고, 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 다음 프레임의 상기 동일한 화소에 대하여 결점 여부를 판정한다. 상기 결점 판정 회수가 미리 정해지는 임계 회수를 초과하면 상기 화소는 결점으로 등록되어 보상된다. 이러한 본 발명은 간단한 로직으로 시변결점을 보상하여 열 영상의 품질을 개선함으로써 적외선 열상장비의 고성능, 저가격화, 초소형화의 효과를 얻을 수 있다.

Description

적외선 열상장비의 시변결점 보상방법 및 장치{METHOD FOR CORRECTING TIME VARIANT DEFECT IN THERMAL IMAGE SYSTEM}
본 발명은 적외선 열상장비(Infrared Thermal Image System)에 관한 것으로서, 특히 화소(pixel)간의 상호 상관도 비교를 이용하여 적외선 검출기의시변결점(time variant defect)을 보상하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
적외선 열상장비는 물체로부터 방출되는 미약한 적외선 에너지 차이를 적외선 카메라 소자에 의해 감지한 뒤 이를 전기 신호로 변환하여 영상화하는 장치이다. 적외선 에너지 차이는 물체가 갖는 온도차이에 비례하므로 온도가 다른 물체는 열 영상으로 표현될 수 있다. 이러한 적외선 열상장비는 건물의 열손실 탐지, 저장탱크 내부의 저장량 측정, 전송선로의 이상유무 확인, 침입자 감시 등 산업계에서도 많이 이용되고 있으며, 최근에는 인쇄회로기판의 검사와 분석, 위성에 의한 기상관측, 의료기기에도 적용되어 점차 그 응용범위가 확대되어 가고 있다.
적외선 열상장비에서 이용되는 적외선 검출기는 매 프레임 주기마다 적외선 카메라 소자에 의해 감지한 적외선 에너지 차이를 전압성분으로 변환하여 아날로그 적외선 영상신호로서 출력한다. 그런데 통상적인 적외선 검출기는 공간적 출력 특성이 완전히 일치하지 않으며 동일한 온도 입력에 대해 화소별로 조금씩 다른 출력을 나타낸다. 또한 적외선 검출기의 화소들 중에서는 입력에 대하여 전혀 반응을 하지 않거나 불안정한 특성을 보이는 결점(defect)이 존재할 수 있다. 이러한 현상은 영상의 질을 크게 떨어뜨리게 되기 때문에 통상적인 적외선 열상장비는 소정의 신호처리를 통해 적외선 영상신호를 보상함으로써 영상을 개선하고 있다.
적외선 열상장비의 영상 개선을 위한 방법은 보상의 시점 내지 항시성 측면에서 크게 두 가지로 분류될 수 있다. 첫 번째 방법은 한점 불균일 보상(one point non-linearity correction) 및 두점 불균일 보상(two point non-linearity correction)시에 계측되는 결점에 대해서만 초기에 한번만 보정해주는 것이며, 두번째 방법은 매 프레임마다 적외선 검출기의 모든 화소에 대해서 이득(gain)과 편차(offset)의 변화량을 계산하여 기 저장된 이득 및 편차 값을 갱신하는 것이다.
상기 첫 번째 방법은, 전체적으로 균일하게 온도가 높은 물체(고온 참조 소스)와 균일하게 온도가 낮은 물체(저온 참조 소스)로부터 획득된 두 영상신호로부터 불균일의 정도를 계산하는 것이다. 도 1은 적외선 검출기의 픽셀별 출력 특성 그래프를 도시화한 것으로서 도시한 바와 같이 일반적인 적외선 검출기는 온도에 따라 완만한 곡선 형태의 출력 특성을 가진다. 따라서 저온 참조 소스의 온도 평균에 따른 출력 값과 고온 참조 소스의 온도 평균에 따른 출력 값을 구하여 상기 출력 특성 그래프를 일차식으로 간략화하면, 기울기인 이득 값과 y절편인 편차 값을 구할 수 있다. 따라서 각 화소별로 이득과 편차를 저장하고, 매 프레임마다 각 화소별 밝기 값(display level)에 이득 값을 곱하고 편차 값을 더함으로써 불균일 보상을 수행할 수 있다.
이때 고온일 때와 저온일 때의 밝기 값의 차이가 매우 작거나 반대인 화소를 '결점(defect)'이라 하는데, 이러한 결점들은 불균일 보상을 통해서도 제거할 수 없으므로 별도로 정해지는 결점 보상 알고리즘에 의하여 초기 불균일 보상시에 한번만 따로 보정을 해주게 된다. 그런데 일반적인 적외선 검출기는 시간적으로도 그 출력 특성이 변화하여 초기 불균일 보상시에 나타나지 않았던 결점들이 시간이 지남에 따라 발생될 수 있다. 따라서 이러한 경우 다시 고온 및 저온 참조 소스를 취하여 이득 및 편차를 갱신해 주어야 했다는 문제점이 있었다.
상기 두 번째 방법은, 적외선 검출 소자의 특성이 시변적이라는 특징을 감안하여 매 프레임마다 모든 화소에 대한 이득 및 편차 값을 구하여 갱신하는 것을 말한다. 이러한 방법은 시변적인 결점들을 어느 정도는 보정해 줄 수 있으나 매 프레임마다 이득 값 및 편차 값을 갱신해 나가야 하므로 계산량이 많고 로직의 구현이 어려우며 정지 영상에 대해서는 몽롱화(blurring) 현상이 발생하였다는 단점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 적외선 검출기에서 시간이 지남에 따라 발생하는 결점들을 보상하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 적외선 검출기에서 화소간의 상호 상관도 비교를 이용하여 시간이 지남에 따라 발생하는 결점들을 보상하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 방법은, 적외선 열상장비의 시변결점을 보상하는 방법에 있어서,
한 프레임의 디지털 영상신호를 입력받는 제1 과정과,
상기 프레임의 한 화소에 대하여 결점 여부를 판정하는 제2 과정과,
상기 판정 결과 결점의 가능성이 있다면 상기 화소에 대한 결점 판정 회수를 카운트하고, 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 다음 프레임의 상기 동일한 화소에 대하여 상기 제2 과정을 수행하는 제3 과정과,
상기 결점 판정 회수가 미리 정해지는 임계 회수를 초과하면 상기 화소를 결점으로 등록하고 보상하는 제4 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 방법은, 적외선 열상장비의 시변결점을 보상하는 방법에 있어서,
한 프레임의 디지털 영상신호를 입력받는 제1 과정과,
상기 프레임의 한 화소에 대하여 수평, 수직, 대각선 방향으로 인접한 화소들 중 적어도 2개 이상의 인접 화소들과의 에지 값들을 검출하는 제2 과정과,
상기 검출된 에지 값들이 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하면 상기 화소에 대한 결점 판정 회수를 카운트하고, 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 다음 프레임의 상기 동일한 화소에 대하여 상기 제2 과정을 수행하는 제3 과정과,
상기 결점 판정 회수가 미리 정해지는 임계 회수를 초과하면 상기 화소를 결점으로 등록하고 보상하는 제4 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 방법은, 적외선 열상장비의 시변결점을 보상하는 방법에 있어서,
한 프레임의 디지털 영상신호를 입력받는 제1 과정과,
상기 프레임의 한 화소에 대하여 수평, 수직, 대각선 방향으로 인접한 화소들 중 적어도 2개 이상의 인접 화소들과의 에지 값들을 검출하는 제2 과정과,
상기 검출된 에지 값들이 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하면 상기 인접 화소들의 평균 밝기 값을 구하는 제3 과정과,
상기 인접 화소들에 대해 이전 프레임에서 구해진 평균 밝기 값을 이용하여 상기 평균 밝기 값의 프레임간 변화량을 계산하는 제4 과정과,
상기 평균 밝기 값의 프레임간 변화량이 미리 정해지는 임계 평균값을 초과하면, 상기 화소에 대한 결점 판정 회수를 카운트하고, 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 다음 프레임의 상기 동일한 화소에 대하여 상기 제2 과정을 수행하는 제5 과정과,
상기 결점 판정 회수가 미리 정해지는 임계 회수를 초과하면 상기 화소를 결점으로 등록하고 보상하는 제6 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
본 발명의 장치는, 적외선 열상장비의 시변결점을 보상하는 장치에 있어서,
디지털 영상신호를 입력받아 프레임 단위로 저장하는 제1 메모리와,
상기 프레임의 한 화소에 대하여 결점 여부를 판정하고, 상기 판정 결과 결점의 가능성이 있다면 상기 화소에 대한 결점 판정 회수를 카운트한 뒤 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 다음 프레임의 상기 동일한 화소에 대하여 결점 여부를 판정하며, 상기 결점 판정 회수가 미리 정해지는 임계 회수를 초과하면 상기 화소를 결점으로 등록하고 보상하는 영상 처리부와,
상기 결점으로 판정된 화소의 위치를 저장하는 제2 메모리를 포함한다.
도 1은 적외선 검출기의 픽셀별 출력 특성 그래프를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명이 적용되는 적외선 열상장비의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시변결점 보상동작을 나타낸 흐름도.
도 4는 상기 프레임 메모리에서 검색된 화소와 그 인접 화소들을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따라 결점으로 등록된 화소와 결점 보상된 화소를 나타낸 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 적외선 열상장비의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
상기 도 2를 참조하면, 적외선 감지부(10)는 물체로부터 방출되는 적외선을 적외선 카메라 소자에 의해 감지하고 해상도에 따라 화소별 밝기 값(display level)을 나타내는 적외선 영상신호를 출력한다. 상기 적외선 영상신호는 매 프레임 주기마다 아날로그/디지털(Analog to Digital: D/A) 변환부(20)에 의하여 소정 비트의 디지털 영상신호로 변환된다.
영상 처리부(30)는 상기 아날로그/디지털 변환부(20)에 의해 변환된 상기 디지털 영상신호에 대해 영상 표시에 필요한 소정의 신호처리를 행하며, 디지털 아날로그(Digital to Analog: D/A) 변환부(40)는 상기 영상 처리된 디지털 영상신호를 아날로그 영상신호로 변환하여 표시부(50)로 제공함으로써 영상으로 디스플레이할 수 있도록 한다.
또한 상기 영상 처리부(30)는 영상 표시에 필요한 소정의 신호처리를 수행함에 있어서 필요한 화소별 이득 및 편차 값들을 계산한다. 이득/편차 메모리(32)는 상기 영상 처리부(30)에 의하여 계산된 화소별 이득 값 및 편차 값을 테이블의 형태로 저장한다. 프레임 메모리(34)는 아날로그/디지털 변환부(20)로부터 입력되는 상기 디지털 영상신호를 프레임 단위로 저장하였다가 상기 영상 처리부(30)로 제공한다. 상기 영상 처리부(30)는 적외선 열상장비가 동작하는 동안 결점 특성을 가지는 화소의 발생 여부를 판정하고 결점으로 판정된 화소의 위치(주소)를 이득/편차 메모리(32)에 등록한다.
상기 영상 처리부(30)의 동작에 대하여 보다 상세히 설명하면, 상기 영상 처리부(30)는 상기 프레임 메모리(34)에 저장된 상기 디지털 영상신호를 프레임 단위로 독출하여 불균일 보상(Non-linearity Correction), 결점 보상(Defect Correction) 등의 신호처리를 수행한다. 이때 이득/편차 메모리(32)에 결점으로 등록되어 있지 않은 화소에 대해서는 이득 값을 곱하고 편차 값을 더하여 불균일 보상을 수행하며, 결점으로 등록되어 있는 화소에 대해서는 기 정의된 결점 보상을 수행한다.
이하 본 발명의 상세한 동작을 설명함에 있어서 먼저 시변결점 검출의 원리를 설명하면 다음과 같다.
적외선 열상장비에 있어서, 결점은 피사체(target)의 온도와 관계없이 거의 일정한 밝기 값을 가지는 고립된 점(point) 형식으로 표출된다. 이러한 결점은 상하, 좌우, 대각선 방향으로 인접한 8개의 화소들(이하 인접 화소들이라 한다.)과 비교해 볼 때 모든 방향으로 에지(Edge) 성분을 가지고 있을 때가 많고, 인접 화소들의 값들이 변한다 해도 일정한 값으로 유지된다. 여기서 에지 성분이란 인접 화소들과의 밝기 차이를 의미한다. 이러한 사실로부터 특정 화소에 대하여 상하, 좌우, 대각선 방향으로 구한 모든 에지 값들 또는 그들 중 적어도 일부가 미리 정의된 임계값(threshold)보다 크다면, 해당 화소는 결점일 가능성이 충분히 있다고 본다.
그런데 천천히 움직이는 영상의 경우 상기와 같이 처리할 때 실제 결점이 아닌 화소가 결점으로 간주될 수 있다. 이는 천천히 움직이는 영상에서는 점으로 표시된 물체가 몇 개의 프레임에 걸쳐서 동일한 화소 위치를 유지할 수 있기 때문이다. 따라서 이러한 점을 보완하기 위하여, 특정 화소에 대하여 검출한 에지 값이 인접 화소들의 밝기 값이 변화함에도 불구하고 몇 개의 프레임 동안 계속해서 임계값보다 크다면 해당 화소를 결점이라 판정하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시변결점 보상동작을 나타낸 흐름도로서, 이하 상기 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 동작원리를 상세히 설명한다.
아날로그 디지털 변환부(20)로부터 입력되는 디지털 영상신호는 프레임 메모리(34)에 프레임 단위로 저장된다.(S110) 시변결점을 검출하기 위하여, 영상 처리부(30)는 현재 프레임 전체 또는 상기 현재 프레임 중 미리 지정된 영역의 첫 번째 화소를 검색하고(S120) 상기 검색된 화소에 대하여 수평, 수직, 대각선 방향으로 인접한 화소들과의 에지 값들을 검출한다.(S130)
도 4에 상기 프레임 메모리(34)로부터 검색된 화소와 그 인접 화소들을 나타내었다. 도시한 바와 같이 화소 b2는 수직으로 화소 a2와 화소 c2에 인접하고, 수평으로 화소 b1과 화소 b3에 인접하며, 대각선으로 화소 a1과 화소 c3 및 화소 a3과 화소 c1에 인접한다. 여기서 a1,a2,a3,b1,b2,b3,c1,c2,c3이 각각 해당 위치 화소의 밝기 값을 나타낸다고 할 때, 화소 b2에 대한 수직 에지 값은 |2*b2 - (a2+c2)|, 수평 에지 값은 |2*b2 - (b1+b3)|, 대각선 에지 값은 |2*b2 - (a1+c3)|와 |2*b2 - (a3+c1)|으로 나타낼 수 있다.
상기 검출된 에지 값들은 미리 정해지는 임계 에지값과 비교된다.(S140) 상기 검출된 모든 에지 값들이 상기 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하는 경우, 해당 위치의 화소는 결점의 가능성을 가지고 있다고 판단될 수 있다. 이를 수식으로 나타내면 하기의 <수학식 1>과 같다.
여기서 상기 a1,a2,a3,b1,b2,b3,c1,c2,c3은 앞서 언급한 바와 같이 각각 해당 위치 화소의 밝기 값을 나타내며, 상기 EDGE_THR은 상기 미리 정해지는 임계 에지값을 나타낸다.
상기 <수학식 1>에서는 모든 에지 값들을 임계 에지값(EDGE_THR)과 비교하여 결점의 가능성을 판단하고 있으나, 다른 실시예에서는 이들 중 2개 이상의 에지 값들을 조합하여 결점의 가능성을 판단할 수도 있다. 즉 상기 <수학식 1>에 나타낸 4가지의 에지 값들 중 미리 정해지는 적어도 2개 에지 값들이 임계에지값(EDGE_THR)을 초과한다면 해당 위치의 화소는 결점의 가능성을 가지고 있다고 판단한다.
상기 과정(S140)에서의 비교 결과 상기 검색된 화소의 모든 에지 값들 또는 적어도 2개 이상의 에지 값들이 상기 임계 에지값(EDGE_THR)을 초과하지 않는다면, 상기 검색된 화소는 결점의 가능성이 없다고 판단한다. 그러면 영상 처리부(30)는 상기 현재 프레임에서 다음 화소를 검색하여(S145) 상기 과정(S130) 내지 과정(S140)을 반복함으로써 상기 다음 화소에 대한 결점 여부를 판정한다.
상기 과정(S140)에서의 비교 결과 상기 검색된 화소의 모든 에지 값들 또는 적어도 2개 이상의 에지 값들이 상기 임계 에지값(EDGE_THR)을 초과한다면, 영상 처리부(30)는 상기 인접 화소들에 대해 평균 밝기 값을 구하고 이전 프레임에서 구한 인접 화소들의 평균 밝기 값과 비교하여 그 변화량을 계산한다.(S150) 여기서 상기 인접 화소들에 대한 평균 밝기 값의 프레임간 변화량(AVG_DIFF)은 하기의 <수학식 2>에 의하여 구해질 수 있다.
여기서 상기 a1,a2,a3,b1,b3,c1,c2,c3은 앞서 언급한 바와 같이 각각 현재 프레임에서 해당 위치 화소의 밝기 값을 나타내며, 상기 a1',a2',a3',b1',b3', c1',c2',c3'은 앞서 언급한 바와 같이 각각 이전 프레임에서 해당 위치 화소의 밝기 값을 나타낸다. 즉 상기 인접 화소들에 대한 평균 밝기 값의 프레임간 변화량(AVG_DIFF)은 인접 화소들에 대한 현재 프레임에서의 평균 밝기 값과 이전 프레임에서의 평균 밝기 값과의 차이이다. 상기 과정(S150)에서 구해진 상기 인접 화소들에 대해 평균 밝기 값은 다음 프레임에서의 결점 판정에 사용되기 위하여 저장된다.
상기 인접 화소들에 대한 평균 밝기 값의 변화량(AVG_DIFF)은 미리 정해지는 임계 평균값(AVG_THR)과 비교된다.(S160) 여기서 상기 임계 평균값(AVG_THR)은 실험에 의하여 구해지거나 사용자에 의하여 임의로 설정될 수 있다. 만일 열상장비를 공장에서 출하하기 이전에 시변결점을 미리 검출하고자 하는 경우라면, 상기 임계 평균값을 낮게 설정하고 전체적으로 온도가 균일한 참조 소스로부터 열상을 입력받으면 된다. 다른 경우 사용자는 움직임이 많은 열상에 대해서는 상기 임계 평균값을 높게 설정하고, 움직임이 적은 열상에 대해서는 상기 임계 평균값을 낮게 설정하여 결점 검출의 정확도를 향상시킬 수 있다.
상기 과정(S160)에서의 비교결과 상기 인접 화소들에 대한 평균 밝기 값의 변화량(AVG_DIFF)이 상기 임계 평균값(AVG_THR)을 초과하지 않는다면, 상기 검색된 화소는 결점의 가능성이 없다고 판단한다. 그러면 영상 처리부(30)는 상기 현재 프레임에서 다음 화소를 검색하여(S145) 상기 과정(S130) 내지 과정(S160)을 반복함으로써 상기 다음 화소에 대한 결점 여부를 판정한다.
반면에 상기 과정(S160)에서의 비교 결과 상기 인접 화소들에 대한 평균 밝기 값의 변화량(AVG_DIFF)이 상기 임계 평균값(AVG_THR)을 초과한다면, 영상 처리부(30)는 상기 검색된 화소를 결점으로 가등록하여 결점 판정 회수를 카운트하는 카운터 값을 하나 증가시킨다.(S170) 여기서 상기 결점으로 가등록하는 것은 상기 검색된 화소 위치를 실제 이득/편차 메모리(32)에 저장하는 것이 아니라 상기 결점 판정 회수를 카운트하는 것을 의미한다.
상기 카운터 값은 미리 정해지는 임계 회수(CNT_THR)와 비교된다.(S180) 상기 카운터 값이 상기 임계 회수(CNT_THR)에 도달하지 않았으면, 영상 처리부(30)는 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 현재 화소를 다시 검색하고(S185) 상기 과정(S120) 내지 과정(S180)을 반복하여 수행한다. 이는 동일한 화소 위치에 대해 결점의 가능성이 있는지를 보다 정확하게 판단하기 위함이다.
상기 카운터 값이 상기 임계 회수(CNT_THR)에 도달하였으면 영상 처리부(30)는 상기 검색된 화소를 결점으로 판정하여 이득/편차 메모리(32)에 등록하고, 상기 결점으로 판정된 화소에 대하여 기 정의된 결점 보상을 수행한다.(S190) 이후 영상 처리부(30)는 결점 판정 회수를 카운트하는 카운터 값을 클리어하고 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 다음 화소를 검색하고(S195) 상기 과정(S120) 내지 (S190)를 수행한다.
상기 과정(S190)에서 수행하는 결점 보상에는 여러 가지 방법이 있을 수 있다. 일 예로서 결점으로 등록된 화소는 그 값을 인접 화소들 중 어느 한 화소의 값으로 대치함으로써 보상된다. 다른 경우, 단일결점(single defect)으로 등록된 화소는 도 5에 나타낸 바와 같이 인접 화소들의 평균 값으로 대치함으로써 보상된다.
상기 도 5에서 인접 화소들에 비하여 월등하게 큰 밝기 값을 가지는 화소는백색 결점(white defect)이라 하고 월등하게 작은 밝기 값을 가지는 화소는 흑색 결점(black defect)이라 한다. 만일 n번째 화소가 백색 또는 흑색 결점으로 등록되었다고 하면 상기 n번째 화소는 그 밝기 값 x(n)를 예를 들어 수평 인접 화소들의 평균 밝기 값 (x[n-1]+x[n+1])/2로 대치함으로써 보상될 수 있다. 여기서 x[n-1]과 x{n+1]는 상기 n번째 화소에 수평으로 인접한 화소들의 밝기 값들이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 적외선 열상장비에서 시간이 지남에 따라 나타나는 결점을 효과적으로 검출하고 보상함으로써 화질을 개선하여 장비의 성능을 크게 향상시킨다. 이러한 본 발명은 로직의 구현이 간단하여 하드웨어의 크기를 줄일 수 있으므로 열상장비의 고성능, 저가격화, 초소형화의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 적외선 열상장비의 시변결점을 보상하는 방법에 있어서,
    한 프레임의 디지털 영상신호를 입력받는 제1 과정과,
    상기 프레임의 한 화소에 대하여 결점 여부를 판정하는 제2 과정과,
    상기 판정 결과 결점의 가능성이 있다면 상기 화소에 대한 결점 판정 회수를 카운트하고, 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 다음 프레임의 상기 동일한 화소에 대하여 상기 제2 과정을 수행하는 제3 과정과,
    상기 결점 판정 회수가 미리 정해지는 임계 회수를 초과하면 상기 화소를 결점으로 등록하고 보상하는 제4 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 과정은,
    상기 화소에 인접한 화소들 중 적어도 2개 이상의 인접 화소들과의 에지 값들을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 에지 값들이 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하면 결점의 가능성이 있는 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 과정은,
    상기 화소에 인접한 화소들 중 적어도 2개 이상의 인접 화소들과의 에지 값들을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 에지 값들이 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하면 상기 인접 화소들의 평균 밝기 값을 구하는 단계와,
    상기 인접 화소들에 대해 이전 프레임에서 구해진 평균 밝기 값을 이용하여 상기 평균 밝기 값의 프레임간 변화량을 계산하는 단계와,
    상기 평균 밝기 값의 프레임간 변화량이 미리 정해지는 임계 평균값을 초과하면 결점의 가능성이 있는 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 인접 화소들과의 에지 값은 하기의 <수학식 3>과 같이 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
    여기서 상기 A는 상기 화소의 밝기 값이고, 상기 B와 C는 수평 또는 수직 또는 대각선 방향으로 인접한 화소들의 밝기 값임.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 임계 평균값은 입력 열상의 온도 균일도 및 움직임의 양에 따라 제조자 또는 사용자에 의하여 조정 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 과정의 판정 결과 결점의 가능성이 없다면 상기 프레임의 다음 화소에 대하여 상기 제2 과정을 수행하는 제5 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제4 과정은,
    상기 결점으로 등록된 화소의 밝기 값을, 상기 화소에 인접한 화소들의 평균 밝기 값으로 대치함으로써 보상하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제4 과정은,
    상기 결점으로 등록된 화소의 밝기 값을, 상기 화소에 인접한 화소들 중 어느 한 화소의 밝기 값으로 대치함으로써 보상하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 적외선 열상장비의 시변결점을 보상하는 방법에 있어서,
    한 프레임의 디지털 영상신호를 입력받는 제1 과정과,
    상기 프레임의 한 화소에 대하여 수평, 수직, 대각선 방향으로 인접한 화소들 중 적어도 2개 이상의 인접 화소들과의 에지 값들을 검출하는 제2 과정과,
    상기 검출된 에지 값들이 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하면 상기 화소에 대한 결점 판정 회수를 카운트하고, 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 다음 프레임의 상기 동일한 화소에 대하여 상기 제2 과정을 수행하는 제3 과정과,
    상기 결점 판정 회수가 미리 정해지는 임계 회수를 초과하면 상기 화소를 결점으로 등록하고 보상하는 제4 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 적외선 열상장비의 시변결점을 보상하는 방법에 있어서,
    한 프레임의 디지털 영상신호를 입력받는 제1 과정과,
    상기 프레임의 한 화소에 대하여 수평, 수직, 대각선 방향으로 인접한 화소들 중 적어도 2개 이상의 인접 화소들과의 에지 값들을 검출하는 제2 과정과,
    상기 검출된 에지 값들이 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하면 상기 인접 화소들의 평균 밝기 값을 구하는 제3 과정과,
    상기 인접 화소들에 대해 이전 프레임에서 구해진 평균 밝기 값을 이용하여 상기 평균 밝기 값의 프레임간 변화량을 계산하는 제4 과정과,
    상기 평균 밝기 값의 프레임간 변화량이 미리 정해지는 임계 평균값을 초과하면, 상기 화소에 대한 결점 판정 회수를 카운트하고, 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 다음 프레임의 상기 동일한 화소에 대하여 상기 제2 과정을 수행하는 제5 과정과,
    상기 결점 판정 회수가 미리 정해지는 임계 회수를 초과하면 상기 화소를 결점으로 등록하고 보상하는 제6 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 적외선 열상장비의 시변결점을 보상하는 장치에 있어서,
    매 프레임 주기마다 한 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 저장하는 제1 메모리와,
    상기 프레임의 한 화소에 대하여 결점 여부를 판정하고, 상기 판정 결과 결점의 가능성이 있다면 상기 화소에 대한 결점 판정 회수를 카운트한 뒤 다음 프레임의 디지털 영상신호를 입력받아 상기 다음 프레임의 상기 동일한 화소에 대하여 결점 여부를 판정하며, 상기 결점 판정 회수가 미리 정해지는 임계 회수를 초과하면 상기 화소를 결점으로 등록하고 보상하는 영상 처리부와,
    상기 결점으로 판정된 화소의 위치를 저장하는 제2 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 영상 처리부는,
    상기 화소에 인접한 화소들 중 적어도 2개 이상의 인접 화소들과의 에지 값들을 검출하고, 상기 검출된 에지 값들이 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하면 결점의 가능성이 있는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 영상 처리부는,
    상기 화소에 대하여 인접한 화소들 중 적어도 2개 이상의 인접 화소들에 대해 검출된 에지 값들이 미리 정해지는 임계 에지값을 초과하고, 상기 인접 화소들에 대한 평균 밝기 값의 프레임간 변화량이 미리 정해지는 임계 평균값을 초과하면 결점의 가능성이 있는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 임계 평균값은 입력 열상의 온도 균일도 및 움직임의 양에 따라 제조자 또는 사용자에 의하여 조정 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 영상 처리부는, 상기 결점으로 등록된 화소의 밝기 값을, 상기 화소에 인접한 화소들의 평균 밝기 값으로 대치함으로써 보상하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 영상 처리부는, 상기 결점으로 등록된 화소의 밝기 값을, 상기 화소에 인접한 화소들 중 어느 한 화소의 밝기 값으로 대치함으로써 보상하는 것을 특징으로 하는 장치.
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