KR101213669B1 - 분할 영역을 이용한 적외선 영상 ｎｕｃ 처리 장치 및 방법 - Google Patents

분할 영역을 이용한 적외선 영상 ｎｕｃ 처리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

적외선 검출기를 이용하여 적외선 영상의 픽셀을 검출하는 픽셀 검출부와, 상기 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하는 영역 분할부와, 상기 분할된 영역 별로 픽셀의 NUC 처리 기준값을 설정하는 기준값 설정부와, 상기 설정된 NUC 처리 기준값을 이용하여 불량 픽셀(bad pixel)을 판단하고 N0UC 처리를 수행하는 NUC 처리부를 구성한다. 상기와 같은 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 장치 및 방법에 의하면, 적외선 영상 전체를 중앙 부분이나 외곽 부분으로 분할하지 않고 동일한 크기로 균일하게 분할하며, 분할된 영역마다 NUC 처리 기준값을 설정하여 NUC 처리를 설정함으로써, 적외선 영상의 외곽 부분에서 불량 픽셀을 제대로 판단하지 못하는 문제점을 해결하는 효과가 있다. 한편, 각 분할 영역의 NUC 처리 기준값을 해당 분할 영역의 픽셀의 중간값(median value)을 NUC 처리 기준값으로 설정함으로써, 불량 픽셀을 정확하게 검출해 낼 수 있는 효과가 있다.

Description

분할 영역을 이용한 적외선 영상 ＮＵＣ 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR NON UNIFORMITY CORRECTION OF INFRARED IMAGE USING DIVISION DOMAIN}
본 발명은 적외선 영상 NUC 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 적외선 영상(infrared image)은 적외선 검출기를 이용하여 모든 사물에서 발사하는 적외선을 검출하여 생성된 영상이다. 적외선 영상은 일반적으로는 사람의 육안으로는 식별 불가능한 파장의 영역으로 구성되지만, 적외선 카메라는 적외선 검출기를 이용한 픽셀 검출을 하고 아날로그 및 디지털 신호 처리를 하여 사람의 눈으로 볼 수 있는 영상을 생성해 낼 수 있다. 이러한 적외선 영상은 방위 산업, 의료 기기, 감시 경비 등 다양한 영역에서 사용되고 있다.
한편, 적외선 카메라는 디지털 신호 처리 과정에서 NUC(non uniformity correction) 처리 기법을 이용하여 픽셀 단위의 영상 보정을 수행한다. NUC 처리 기법은 적외선 검출기가 검출기마다 특성이 고르지 않기 때문에 발생되는 불량 픽셀(bad pixel)을 보정하기 위함이다. 이러한 NUC 처리는 적외선 검출기 마다 검출되는 픽셀에서 오프셋 값(offset value)과 이득 값(gain value)을 디지털 값으로 출력하고, NUC 처리에 의해 적외선 이미지의 불량 픽셀을 수정하는 방식으로 운용된다. 이때, 종래에는 적외선 영상을 정중앙, 중간, 외곽 등과 같이 2 개 또는 3 개의 불규칙한 크기의 영역으로 분할하고 분할된 영역마다 서로 다른 NUC 처리 기준값을 설정하여 NUC 처리를 수행한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래 기술의 문제점을 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 적외선 검출기 출력값의 분포 그래프이다.
도 1을 참조하면, 적외선 검출기의 검출값의 분포는 균일하지 않음을 나타내고 있다. 여기서, 앞서 언급하였듯이 정중앙, 중간, 외곽 등으로 각 분할된 영역에서 NUC 처리를 통해 도출된 오프셋 값과 이득 값이 특정 상수 값 범위 밖에 존재하면 불량 픽셀로 판단한다. 그런데, 적외선 검출기의 특성 상 초점면 배열 구조에서 외곽 영역은 중앙 영역에 비해 균일도가 많이 떨어진다. 이에, 외곽 영역의 불량 픽셀은 정상 픽셀임에도 불구하고 불량 픽셀로 간주되는 문제점이 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 적외선 영상의 예시 화면이다.
도 2를 참조하면, 종래 NUC 처리가 수행된 적외선 영상의 외곽 영역에서 정상 픽셀이 불량 픽셀로 판단되어 불필요한 BPR이 수행되거나 불량 픽셀임에도 정상 픽셀로 판단되는 상황이 발생하였음을 알 수 있다.
한편, 종래에는 분할 영역의 평균값을 해당 분할 영역의 NUC 처리 기준값으로 설정하고 있는데, 불량 픽셀이 있는 경우에는 불량 픽셀의 픽셀값이 평균값 산출에 기여하게 된다. 불량 픽셀이 많은 경우에는 평균값에 많은 영향을 미쳐 불량 픽셀을 검출해 낼 수 없게 되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 장치는, 적외선 검출기를 이용하여 적외선 영상의 픽셀을 검출하는 픽셀 검출부와, 상기 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하는 영역 분할부와, 상기 분할된 영역 별로 픽셀의 NUC 처리 기준값을 설정하는 기준값 설정부와, 상기 설정된 NUC 처리 기준값을 이용하여 불량 픽셀(bad pixel)을 판단하고 NUC 처리를 수행하는 NUC 처리부를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 영역 분할부는 상기 적외선 영상의 프레임마다 복수의 영역으로 실시간 분할하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 영역 분할부는, 상기 적외선 영상 전체가 640 X 480 개의 픽셀로 구성되는 경우, 40 X 30 개의 픽셀로 구성되는 16 X 16 개의 영역으로 분할하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 방법은, 적외선 검출기를 이용하여 적외선 영상의 픽셀을 검출하는 단계와, 상기 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하는 단계와, 상기 분할된 영역 별로 픽셀의 NUC 처리 기준값을 설정하는 단계와, 상기 설정된 NUC 처리 기준값을 이용하여 불량 픽셀(bad pixel)을 판단하고 NUC 처리를 수행하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하는 단계는, 상기 적외선 영상의 프레임마다 복수의 영역으로 실시간 분할하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하는 단계는, 상기 적외선 영상 전체가 640 X 480 개의 픽셀로 구성되는 경우, 40 X 30 개의 픽셀로 구성되는 16 X 16 개의 영역으로 분할하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 장치 및 방법에 의하면, 적외선 영상 전체를 중앙 부분이나 외곽 부분으로 분할하지 않고 동일한 크기로 균일하게 분할하며, 분할된 영역마다 NUC 처리 기준값을 설정하여 NUC 처리를 설정함으로써, 적외선 영상의 외곽 부분에서 불량 픽셀을 제대로 판단하지 못하는 문제점을 해결하는 효과가 있다. 한편, 각 분할 영역의 NUC 처리 기준값을 해당 분할 영역의 픽셀의 중간값(median value)을 NUC 처리 기준값으로 설정함으로써, 불량 픽셀을 정확하게 검출해 낼 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 적외선 검출기 출력값의 분포 그래프이다.
도 2는 종래 기술에 따른 적외선 영상의 예시 화면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 영상 NUC 처리 장치의 블록 구성도이다.
도 4a는 적외선 영상에 동일한 NUC 처리 기준값이 적용된 예시 그래프이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 분할 영역마다 서로 다른 NUC 처리 기준값이 적용된 예시 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 영상의 예시 화면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 영상 NUC 처리 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 영상 NUC 처리 장치의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 영상 NUC 처리 장치(100)(이하, 'NUC 처리 장치'라 함)는 픽셀 검출부(110), 영역 분할부(120), 기준값 설정부(130) 및 NUC 처리부(140)를 포함하도록 구성될 수 있다.
NUC 처리 장치(100)는 종래와 같이 적외선 영상 전체를 중앙 부분이나 외곽 부분으로 분할하는 것이 아니라 동일한 크기로 균일하게 분할한다. 그리고 분할된 영역마다 NUC 처리 기준값을 설정하여 NUC 처리를 설정함으로써, 적외선 영상의 중앙 영역이나 외곽 영역으로 분할하여 발생되는 불량 픽셀 판단 오류를 해결한다. 또한, 각 분할 영역의 NUC 처리 기준값을 해당 분할 영역의 평균값이 아닌 픽셀의 중간값(median value)을 NUC 처리 기준값으로 설정함으로써, 불량 픽셀을 정확하게 검출해 낼 수 있는 효과가 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
픽셀 검출부(110)는 적외선 검출기를 이용하여 적외선 영상의 픽셀을 검출하도록 구성될 수 있다. 이때, 적외선 검출기는 기기 자체의 특성 상 균일하지 않은 검출 특성을 나타낸다.
영역 분할부(120)는 픽셀 검출부(110)에서 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 적외선 영상이 640 X 480 개의 픽셀로 구성되는 경우, 영역 분할부(120)는 40 X 30 개의 픽셀로 구성되는 16 X 16 개의 영역으로 분할하도록 구성될 수 있다. 이러한 영역의 크기나 형상은 임의로 정해질 수 있다. 다만, 종래와 달리, 중앙 영역과 외곽 영역으로 분할하지 않고, 전체적으로 균일하게 분할되는 것이 바람직하다.
한편, 영역 분할부(120)는 적외선 영상의 프레임마다 복수의 영역으로 실시간 분할하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 적외선 영상의 프레임이 입력될 때마다, 각 프레임을 영역 분할하도록 구성될 수 있다.
기준값 설정부(130)는 영역 분할부(120)에서 분할된 영역 별로 픽셀의 NUC 처리 기준값을 설정하도록 구성될 수 있다. 이때, 기준값 설정부(130)는 분할된 영역 별로 중간 픽셀값(median pixel)을 NUC 처리 기준값으로 설정하도록 구성될 수 있다. 즉, 기준값 설정부(130)는 불량 픽셀의 영향을 받는 평균값 대신 중간 픽셀값을 택함으로써 불량 픽셀을 정확하게 검출해 낼 수 있다. 이에, 불량 픽셀이 아님에도 불량 픽셀로 판단되거나, 불량 픽셀임에도 불구하고 전체적으로 불량 픽셀이 아닌 것으로 판단되는 오류가 해결될 수 있다.
NUC 처리부(140)는 기준값 설정부(130)에서 설정된 NUC 처리 기준값을 이용하여 불량 픽셀(bad pixel)을 판단하고 NUC 처리를 수행하도록 구성될 수 있다.
도 4a는 적외선 영상에 동일한 NUC 처리 기준값이 적용된 예시 그래프이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 분할 영역마다 서로 다른 NUC 처리 기준값이 적용된 예시 그래프이다.
도 4a는 종래의 NUC 처리 기준값에 대한 예시이고, 도 4b는 본 발명에 따라 중간값을 택한 NUC 처리 기준값에 대한 예시이다. 도 4b에서는 적외선 영상의 각 분할 영역에 따라 픽셀 중간값의 변화가 있으며, 그러한 변화에 따른 NUC 처리 기준값이 설정됨을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 영상의 예시 화면이다.
도 5를 참조하면, 종래에 도 2에서와 같은 불량 픽셀 검출 오류없이 정상적으로 불량 픽셀이 검출되어 보정된 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 영상 NUC 처리 방법의 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 픽셀 검출부(110)가 적외선 검출기를 이용하여 적외선 영상의 픽셀을 검출한다(S110).
그리고 영역 분할부(120)가 픽셀 검출부(110)에서 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할한다(S120). 예를 들어, 영역 분할부(120)는 적외선 영상 전체가 640 X 480 개의 픽셀로 구성되는 경우, 40 X 30 개의 픽셀로 구성되는 16 X 16 개의 영역으로 분할하도록 구성될 수 있다. 그리고 영역 분할부(120)는 적외선 영상의 프레임마다 복수의 영역으로 실시간 분할하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 기준값 설정부(130)가 영역 분할부(120)에서 분할된 영역 별로 픽셀의 NUC 처리 기준값을 설정한다(S130). 이때, NUC 처리 기준값은 각 분할 영역의 중간 픽셀값으로 설정됨이 바람직하다.
NUC 처리부(140)가 기준값 설정부(130)에서 설정된 NUC 처리 기준값을 이용하여 불량 픽셀(bad pixel)을 판단하고 NUC 처리를 수행한다(S140).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 적외선 검출기를 이용하여 적외선 영상의 픽셀을 검출하는 픽셀 검출부;
    상기 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하는 영역 분할부;
    상기 분할된 영역 별로 픽셀의 NUC 처리 기준값을 설정하는 기준값 설정부;
    상기 설정된 NUC 처리 기준값을 이용하여 불량 픽셀(bad pixel)을 판단하고 NUC 처리를 수행하는 NUC 처리부를 포함하고,
    상기 기준값 설정부는,
    상기 NUC 처리 기준값을 해당 영역의 픽셀의 중간값으로 설정하고,
    상기 영역 분할부는,
    상기 적외선 영상의 프레임마다 복수의 영역으로 실시간 분할하는 것을 특징으로 하는 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 영역 분할부는,
    상기 적외선 영상 전체가 640 X 480 개의 픽셀로 구성되는 경우, 40 X 30 개의 픽셀로 구성되는 16 X 16 개의 영역으로 분할하는 것을 특징으로 하는 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 장치.
  4. 적외선 검출기를 이용하여 적외선 영상의 픽셀을 검출하는 단계;
    상기 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하는 단계;
    상기 분할된 영역 별로 픽셀의 NUC 처리 기준값을 설정하는 단계;
    상기 설정된 NUC 처리 기준값을 이용하여 불량 픽셀(bad pixel)을 판단하고 NUC 처리를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 분할된 영역 별로 픽셀의 NUC 처리 기준값을 설정하는 단계는,
    상기 NUC 처리 기준값을 해당 영역의 중값으로 설정하고,
    상기 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하는 단계는,
    상기 적외선 영상의 프레임마다 복수의 영역으로 실시간 분할하는 것을 특징으로 하는 분할 영역을 이용한 적외선 영상 NUC 처리 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서, 상기 검출된 픽셀로 구성되는 적외선 영상 전체를 동일한 크기의 복수의 영역으로 분할하는 단계는,
    상기 적외선 영상 전체가 640 X 480 개의 픽셀로 구성되는 경우, 40 X 30 개의 픽셀로 구성되는 16 X 16 개의 영역으로 분할하는 것을 특징으로 하는 적외선 영상 NUC 처리 방법.
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