KR101673447B1

KR101673447B1 - 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101673447B1
Application number: KR1020160040959A
Authority: KR
Inventors: 문길수
Original assignee: 한화시스템 주식회사
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2016-11-07

Abstract

공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치 및 방법이 개시된다. 데드 픽셀(dead pixel)을 검출하여 불균일 보정(Non-Uniformity Correction)을 수행하는 불균일 보정 모듈; 상기 불균일 보정 모듈에서 데드 픽셀로 검출되지 않은 픽셀에 대해 실시간으로 데드 픽셀을 추가적으로 검출하는 실시간 데드 픽셀 검출 모듈; 상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행하는 실시간 데드 픽셀 보상 모듈을 구성한다. 상술한 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치 및 방법에 의하면, 쉽게 검출되지 않는 소프트 데드 픽셀에 대해 공간 비교 필터를 이용하여 추가적으로 소프트 데드 픽셀을 추가 검출하도록 구성됨으로써, 검출되지 않은 소프트 데드 픽셀을 효과적으로 검출하고 보상할 수 있는 효과가 있다. 이러한 효과는 궁극적으로 적외선 카메라의 시험 기간 단축, 비용 절감로 이어져 양산성 향상의 효과를 가져온다.

Description

공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING DEAD PIXEL BASED ON SPATIAL COMPARE FILTER}

본 발명은 데드 픽셀(dead pixel) 검출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 공간 비교 필터(spatial compare filter) 기반의 데드 픽셀 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 적외선 카메라는 적외선 검출기의 재질 특성 및 반도체 제조 공정, 온도 및 환경 또는 적외선 검출기의 노출 시간에 따라 특정 픽셀(pixel)들의 출력 값이 비정상적으로 나타나는 데드 픽셀(deal pixel)을 포함하고 있다.

데드 픽셀에는 픽셀 자체의 물리적 특성이 비정상적인 하드 데드 픽셀(hard dead pixel)과 적외선 검출기의 운용중에 비정상적으로 출력값이 나타나는 소프트 데드 픽셀(soft dead pixel)로 나뉘어진다.

모든 데드 픽셀은 불균일 보정(Non-Uniformity Correction)을 수행하여 픽셀값을 보상하여 주는데, 하드 데드 픽셀은 불균일 보정 작업에 의해 쉽게 검출되고 보상이 이루어지지만, 소프트 데드 픽셀의 경우에는 검출이 되지 않는 경우도 많고 데드 픽셀인지 정상 픽셀인지 기준이 명확하지 않은 경우도 많다. 즉, 주변의 정상 픽셀과 비교하여 보아도 오프셋(offset)이 크지 않은 경우가 많다.

이에, 소프트 데드 픽셀에 대해서는 종래의 기법으로는 검출이 되지 않거나 보상도 제대로 이루어지지 않는 경우가 많다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치는, 데드 픽셀(dead pixel)을 검출하여 불균일 보정(Non-Uniformity Correction)을 수행하는 불균일 보정 모듈; 상기 불균일 보정 모듈에서 데드 픽셀로 검출되지 않은 픽셀에 대해 실시간으로 데드 픽셀을 추가적으로 검출하는 실시간 데드 픽셀 검출 모듈; 상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행하는 실시간 데드 픽셀 보상 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈은, 상기 픽셀을 중심 픽셀로 설정하여 3X3 마스크를 적용하고, 적용된 3X3 마스크 상의 8개의 주변 픽셀과 상기 중심 픽셀 간의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값이 소정의 기준값 A를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 기준값 A를 초과하는 주변 픽셀의 수가 소정의 기준값 B를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 상기 기준값 B를 초과하는 경우 상기 중심 픽셀을 데드 픽셀로 판단하여 검출하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 실시간 데드 픽셀 보상 모듈은, 상기 중심 픽셀이 데드 픽셀로 검출된 경우, 상기 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 상기 중심 픽셀에 대체하여 보상하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 실시간 데드 픽셀 보상 모듈은, 상기 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 소정 우선 순위에 따라 상기 중심 픽셀에 대체하여 보상하며, 상기 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀이 데드 픽셀인 경우에는 다음 우선 순위의 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀로 대체하도록 구성될 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 방법은, 불균일 보정 모듈이 데드 픽셀(dead pixel)을 검출하여 불균일 보정(Non-Uniformity Correction)을 수행하는 단계; 실시간 데드 픽셀 검출 모듈이 상기 불균일 보정 모듈에서 데드 픽셀로 검출되지 않은 픽셀에 대해 실시간으로 데드 픽셀을 추가적으로 검출하는 단계; 실시간 데드 픽셀 보상 모듈이 상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈이 상기 불균일 보정 모듈에서 데드 픽셀로 검출되지 않은 픽셀에 대해 실시간으로 데드 픽셀을 추가적으로 검출하는 단계는, 상기 픽셀을 중심 픽셀로 설정하여 3X3 마스크를 적용하고, 적용된 3X3 마스크 상의 8개의 주변 픽셀과 상기 중심 픽셀 간의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값이 소정의 기준값 A를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 기준값 A를 초과하는 주변 픽셀의 수가 소정의 기준값 B를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 상기 기준값 B를 초과하는 경우 상기 중심 픽셀을 데드 픽셀로 판단하여 검출하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 실시간 데드 픽셀 보상 모듈이 상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행하는 단계는, 상기 중심 픽셀이 데드 픽셀로 검출된 경우, 상기 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 상기 중심 픽셀에 대체하여 보상하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 실시간 데드 픽셀 보상 모듈이 상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행하는 단계는, 상기 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 소정 우선 순위에 따라 상기 중심 픽셀에 대체하여 보상하며, 상기 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀이 데드 픽셀인 경우에는 다음 우선 순위의 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀로 대체하도록 구성될 수 있다.

상술한 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치 및 방법에 의하면, 쉽게 검출되지 않는 소프트 데드 픽셀에 대해 공간 비교 필터를 이용하여 추가적으로 소프트 데드 픽셀을 추가 검출하도록 구성됨으로써, 검출되지 않은 소프트 데드 픽셀을 효과적으로 검출하고 보상할 수 있는 효과가 있다.

이러한 효과는 궁극적으로 적외선 카메라의 시험 기간 단축, 비용 절감로 이어져 양산성 향상의 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 비교 필터의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데드 픽셀 보상 방식의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치의 블록 구성도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 비교 필터의 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데드 픽셀 보상 방식의 예시도이다.

먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치(100)는 불균일 보정 모듈(Non-Uniformity Correction)(110), 실시간 데드 픽셀(deat pixel) 검출 모듈(120) 및 실시간 데드 픽셀 보상 모듈(130)을 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

불균일 보정 모듈(110)은 데드 픽셀(dead pixel)을 검출하여 불균일 보정(Non-Uniformity Correction)을 수행하도록 구성될 수 있다.

여기서, 데드 픽셀은 하드 데드 픽셀과 소프트 데드 픽셀을 모두 포함한다.

여기서 검출되는 데드 픽셀은 대부분 하드 데드 픽셀일 경우가 많고, 일부 소프트 데드 픽셀도 포함되어 있을 수 있다.

검출되지 않은 소프트 데드 픽셀을 추가 검출하기 위해 실시간 데드 픽셀 검출 모듈(120)이 추가적인 데드 픽셀 검출 작업을 수행하도록 구성될 수 있다.

즉, 실시간 데드 픽셀 검출 모듈(120)은 불균일 보정 모듈(110)에서 데드 픽셀로 검출되지 않은 픽셀에 대해 실시간으로 데드 픽셀을 추가적으로 검출하도록 구성될 수 있다.

실시간 데드 픽셀 검출 모듈(120)은 도 2와 같은 3X3 마스크로 구성되는 공간 비교 필터를 이용하도록 구성될 수 있다.

먼저 실시간 데드 픽셀 검출 모듈(120)은 각 픽셀을 순차적으로 중심 픽셀로 설정하여 3X3 마스크를 적용하도록 구성될 수 있다.

여기서, 중심 픽셀과 3X3 마스크 상의 8개의 주변 픽셀의 차이값을 산출하고, 그 산출된 차이값이 소정의 기준값 A를 초과하는지 판단하도록 구성될 수 있다.

그 판단 결과 기준값 A를 초과하는 주변 픽셀의 수가 소정의 기준값 B를 초과하는지 판단하도록 구성될 수 있다. 그 판단 결과 기준값 B를 초과하는 경우 그 중심 픽셀을 데드 픽셀로 판단하여 검출하도록 구성될 수 있다.

즉, 기존의 오프셋 테이블을 이용한 검출 방식으로 검출되지 않는 데드 픽셀을 3x3 마스크를 적용하고 2개의 기준값을 적용하여 소프트 데드 픽셀을 검출한다.

한편, 실시간 데드 픽셀 보상 모듈(130)은 실시간 데드 픽셀 검출 모듈(120)에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행하도록 구성될 수 있다.

이때, 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 중심 픽셀에 대체하여 보상하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3과 같이 그 주변 픽셀에 인접한 바깥의 픽셀들이 중심 픽셀로 대체될 수 있다.

구체적으로는, 도 3과 같이 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 소정 우선 순위에 따라 중심 픽셀에 대체하여 보상하도록 구성될 수 있다.

여기서, 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀이 데드 픽셀인 경우에는 다음 우선 순위의 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀로 대체하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 1순위의 픽셀이 데드 픽셀이고 2순위의 픽셀이 정상 픽셀이면 2순위의 픽셀을 중심 픽셀로 대체한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 방법의 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 먼저 불균일 보정 모듈(110)이 데드 픽셀(dead pixel)을 검출하여 불균일 보정(Non-Uniformity Correction)을 수행한다(S101).

다음으로, 실시간 데드 픽셀 검출 모듈(120)이 불균일 보정 모듈(110)에서 데드 픽셀로 검출되지 않은 픽셀에 대해 실시간으로 데드 픽셀을 추가적으로 검출한다(S102).

여기서, 실시간 데드 픽셀 검출 모듈(120)은 위 픽셀을 중심 픽셀로 설정하여 3X3 마스크를 적용하고, 적용된 3X3 마스크 상의 8개의 주변 픽셀과 중심 픽셀 간의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값이 소정의 기준값 A를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 기준값 A를 초과하는 주변 픽셀의 수가 소정의 기준값 B를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 기준값 B를 초과하는 경우 중심 픽셀을 데드 픽셀로 판단하여 검출하도록 구성될 수 있다.

다음으로, 실시간 데드 픽셀 보상 모듈(130)이 실시간 데드 픽셀 검출 모듈(120)에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행한다(S103).

여기서, 중심 픽셀이 데드 픽셀로 검출된 경우, 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 중심 픽셀에 대체하여 보상하도록 구성될 수 있다.

좀 더 구체적으로는, 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 소정 우선 순위에 따라 중심 픽셀에 대체하여 보상하며, 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀이 데드 픽셀인 경우에는 다음 우선 순위의 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀로 대체하도록 구성될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 불균일 보정 모듈
120: 실시간 데드 픽셀 검출 모듈
130: 실시간 데드 픽셀 보상 모듈

Claims

데드 픽셀(dead pixel)을 검출하여 불균일 보정(Non-Uniformity Correction)을 수행하는 불균일 보정 모듈;
상기 불균일 보정 모듈에서 데드 픽셀로 검출되지 않은 픽셀에 대해 실시간으로 데드 픽셀을 추가적으로 검출하는 실시간 데드 픽셀 검출 모듈;
상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행하는 실시간 데드 픽셀 보상 모듈을 포함하고,
상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈은,
상기 픽셀을 중심 픽셀로 설정하여 3X3 마스크를 적용하고, 적용된 3X3 마스크 상의 8개의 주변 픽셀과 상기 중심 픽셀 간의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값이 소정의 기준값 A를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 기준값 A를 초과하는 주변 픽셀의 수가 소정의 기준값 B를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 상기 기준값 B를 초과하는 경우 상기 중심 픽셀을 데드 픽셀로 판단하여 검출하도록 구성되고,
상기 실시간 데드 픽셀 보상 모듈은,
상기 중심 픽셀이 데드 픽셀로 검출된 경우, 상기 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 상기 중심 픽셀에 대체하여 보상하도록 구성되며, 상기 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 소정 우선 순위에 따라 상기 중심 픽셀에 대체하여 보상하며, 상기 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀이 데드 픽셀인 경우에는 다음 우선 순위의 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀로 대체하도록 구성되며,
상기 소정 우선 순위는,
상기 중심 픽셀의 좌표가 (x,y)인 경우 1순위는 (x-1,y), 2순위는 (x,y-1), 3순위는 (x-1,y-1), 4순위는 (x+1,y-1), 5순위는(x+1,y), 6순위는(x,y+1), 7순위는(x-1,y+1), 8순위는(x+1,y+1)인 것을 특징을 하는 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 장치.
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불균일 보정 모듈이 데드 픽셀(dead pixel)을 검출하여 불균일 보정(Non-Uniformity Correction)을 수행하는 단계;
실시간 데드 픽셀 검출 모듈이 상기 불균일 보정 모듈에서 데드 픽셀로 검출되지 않은 픽셀에 대해 실시간으로 데드 픽셀을 추가적으로 검출하는 단계;
실시간 데드 픽셀 보상 모듈이 상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈이 상기 불균일 보정 모듈에서 데드 픽셀로 검출되지 않은 픽셀에 대해 실시간으로 데드 픽셀을 추가적으로 검출하는 단계는,
상기 픽셀을 중심 픽셀로 설정하여 3X3 마스크를 적용하고, 적용된 3X3 마스크 상의 8개의 주변 픽셀과 상기 중심 픽셀 간의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값이 소정의 기준값 A를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 기준값 A를 초과하는 주변 픽셀의 수가 소정의 기준값 B를 초과하는지 판단하고, 판단 결과 상기 기준값 B를 초과하는 경우 상기 중심 픽셀을 데드 픽셀로 판단하여 검출하도록 구성되고,
상기 실시간 데드 픽셀 보상 모듈이 상기 실시간 데드 픽셀 검출 모듈에서 추가적으로 검출된 데드 픽셀에 대하여 보상을 수행하는 단계는,
상기 중심 픽셀이 데드 픽셀로 검출된 경우, 상기 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 상기 중심 픽셀에 대체하여 보상하도록 구성되고, 상기 중심 픽셀에 적용된 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀을 소정 우선 순위에 따라 상기 중심 픽셀에 대체하여 보상하며, 상기 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀이 데드 픽셀인 경우에는 다음 우선 순위의 3X3 마스크에 인접한 주변 픽셀로 대체하도록 구성되며,
상기 소정 우선 순위는,
상기 중심 픽셀의 좌표가 (x,y)인 경우 1순위의 좌표는 (x-1,y), 2순위의 좌표는 (x,y-1), 3순위의 좌표는 (x-1,y-1), 4순위의 좌표는 (x+1,y-1), 5순위의 좌표는(x+1,y), 6순위의 좌표는(x,y+1), 7순위의 좌표는(x-1,y+1), 8순위의 좌표는(x+1,y+1)인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공간 비교 필터 기반의 데드 픽셀 검출 방법.
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