KR101938120B1 - 열화상 촬영 장치 및 이를 이용한 열화상 분석 정보를 제공하는 방법 - Google Patents

열화상 촬영 장치 및 이를 이용한 열화상 분석 정보를 제공하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영 장치 및 이를 이용한 열화상 분석 정보를 제공하는 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영 장치는 렌즈를 통해서 입사된 적외선 파장 대역의 광신호로부터 특정 영역의 열 에너지를 감지하고, 상기 감지된 열 에너지에 기반하여 상기 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호를 출력하는 열화상 촬영부; 상기 열화상 신호를 분석하여 상기 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 열화상 분석 정보를 생성하는 이미지 분석부; 및 상기 열화상 신호를 압축하여 상기 압축된 열화상 신호 및 상기 열화상 분석 정보를 통신 인터페이스를 통해서 서비스 제공 장치로 전달하는 이미지 프로세서를 포함한다.

Description

열화상 촬영 장치 및 이를 이용한 열화상 분석 정보를 제공하는 방법{THERMAL IMAGING APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING THERMAL IMAGING ANALYSIS INFORMATION}
본 발명은 열화상 촬영 장치 및 이를 이용한 열화상 분석 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 특정 지역 또는 건물의 화재, 침입 등을 감시하기 위한 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 등의 감시 시스템은 CCD(Charge-Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor) 이미지 센서를 사용하는 카메라를 이용한다. 그러나, 이와 같은 이미지 센서를 이용한 카메라는 조도가 낮은 환경 또는 안개가 짙은 날씨나 악천후에 감시가 어렵다는 문제점이 있다.
이러한 경우, 조도가 낮은 환경에서 날씨와 상관없이 감시 기능을 유지하기 위해 열화상 카메라가 사용된다. 열화상 카메라는 주간은 물론 야간에도 운용이 가능하여, 군에서 야간감시용이나 야간작전용으로 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라 민간용 및 산업용으로도 응용이 확대되고 있다.
상기 열화상 카메라는 감시를 위해 특정 위치에 설치되고, 설치된 위치에서 촬영된 열화상 신호가 유선 또는 무선 통신을 통해서 해당 위치를 모니터링하기 위한 모니터링 장치로 전달된다. 상기 열화상 카메라에서 촬영된 열화상 신호는 모니터링 장치로 전달되기 위해 압축되고, 압축된 데이터가 통신을 위한 신호로 변환되어 전달된다. 상기 신호를 수신한 모니터링 장치는 수신된 신호에 대한 압축을 해제하고, 압축 해제된 열화상 신호를 분석하여 화재, 침입 등을 판단한다.
그러나, 이러한 경우 열화상 신호는 압축, 해제 및 모니터링 장치로의 전송으로 인해 데이터 손실이 발생할 수 있으며, 모니터링 장치가 이와 같이 데이터 손실이 발생된 열화상 신호를 분석할 경우 분석 정확도가 떨어질 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 열화상 촬영 장치 및 이를 이용한 열화상 분석 정보를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열화상 촬영 장치가 데이터 손실 없는 영상 신호를 분석하여 열화상 분석 정보 및 열화상 신호를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영 장치는 렌즈를 통해서 입사된 적외선 파장 대역의 광신호로부터 특정 영역의 열 에너지를 감지하고, 상기 감지된 열 에너지에 기반하여 상기 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호를 출력하는 열화상 촬영부; 상기 열화상 신호를 분석하여 상기 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 열화상 분석 정보를 생성하는 이미지 분석부; 및 상기 열화상 신호를 압축하여 상기 압축된 열화상 신호 및 상기 열화상 분석 정보를 통신 인터페이스를 통해서 서비스 제공 장치로 전달하는 이미지 프로세서를 포함한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영 장치를 이용한 열화상 분석 정보 제공 방법은 렌즈를 통해서 입사된 적외선 파장 대역의 광신호로부터 특정 영역의 열 에너지를 감지하고, 상기 감지된 열 에너지에 기반하여 상기 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호로 출력하는 단계; 상기 열화상 신호를 분석하여 상기 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 열화상 분석 정보를 생성하는 단계; 및 상기 열화상 신호를 압축하고, 상기 압축된 열화상 신호 및 상기 열화상 분석 정보를 서비스 제공 장치로 전달하는 단계를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 열화상 촬영 장치가 촬영한 데이터 손실 없는 열화상 신호를 분석하여 열화상 분석 정보 및 열화상 신호를 제공함으로써, 분석 정확도가 높은 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 분석 정보를 제공하는 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 제공 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영 장치에서의 열화상 분석 정보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 제공 장치에서의 열화상 신호 및 열화상 분석 정보가 반영된 사용자 인터페이스를 제공하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 7은 종래의 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상 이미지 및 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상 이미지를 비교하기 위한 예시도들이다.
도 8은 종래의 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상 이미지 및 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상 이미지를 비교하기 위한 예시도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영 장치를 포함하는 모니터링 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 모니터링 시스템은 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 확인하기 위해 특정 영역에 대응하는 열화상 신호 및 열화상 신호를 분석한 열화상 분석 정보를 제공하는 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100) 및 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)로부터 수신된 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 수신하여 화면에 표시하는 서비스 제공 장치(200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위험 요소는 특정 지역 또는 건물에 화재가 발생되거나 제한 구역에 사람이 침입하는 등의 경우를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 확인하기 위해 특정 영역의 열 에너지를 감지하고, 감지된 열 에너지에 기반하여 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 특정 영역에 대상(예: 사람, 물체 및 동물 등)이 위치하는 경우 대상으로부터 방출되는 열 에너지(또는 복사 에너지)를 감지하고, 감지된 열 에너지에 기반하여 대상과 주변 배경 간의 온도 차이를 검출한 후 검출된 온도 차이를 전기 신호로 변환하여 시각화(또는 영상화)한 열화상 신호를 생성할 수 있다. 상기 열화상 신호는 데이터 손실이 없는 로우 데이터(raw data)일 수 있으며, 예를 들어, LVDS(Low Voltage Difference Signaling) 신호일 수 있다. 상기 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 생성된 열화상 신호를 분석하여 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 열화상 분석 정보를 생성하고, 생성된 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 서비스 제공 장치(200)로 전달할 수 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 특정 영역을 촬영하기 위한 위치(예: 건물 또는 구조물 등)에 설치되고, 실시간으로 촬영된 열화상 신호를 분석하여 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 특정 영역에 피사체가 기 설정된 임계 시간 동안 위치하면 특정 영역에 위험 요소가 존재한다고 판단할 수 있다. 상기 열화상 신호는 특정 영역에 대한 온도 분포도를 나타내는 열화상 화소 정보를 포함하는데, 상기 열화상 화소 정보는 열화상 신호의 화소별 위치값(예: 좌표값) 및 온도값 등을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 열화상 신호를 분석하여 각 화소의 위치에 따른 온도값을 확인하고, 확인된 온도값들 중 기 설정된 임계 온도값 이상인 화소들을 확인할 수 있다. 상기 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 임계 온도값 이상을 가지는 화소들을 포함하는 화소 영역을 위험 요소 후보 영역으로 설정할 수 있다. 상기 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 위험 요소로 판단 가능한 사람, 동물 또는 물체 등과 같은 다양한 대상별 온도 분포도를 나타내는 데이터를 저장하고, 위험 요소 후보 영역의 온도 분포도와 대상별 온도 분포도를 비교하여 유사 여부에 따라 위험 요소 후보 영역에 해당하는 대상을 확인할 수 있다. 예를 들어, 위험 요소 후보 영역의 온도 분포도가 사람의 온도 분포도와 유사하면 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 위험 요소 후보 영역에 해당하는 대상이 사람이라고 판단할 수 있다. 특정 영역이 사람의 출입을 제한하는 제한 구역인 경우 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 기 설정된 임계 시간 동안 특정 영역에 사람으로 판단된 대상이 존재하는지를 판단하고, 임계 시간 동안 특정 영역에 해당 대상이 존재하면 이를 위험 요소로 판단할 수 있다. 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 특정 영역에 위험 요소가 존재함을 나타내는 열화상 분석 정보를 생성하고, 생성된 열화상 분석 정보 및 열화상 신호를 서비스 제공 장치(200)로 전달할 수 있다. 상기 열화상 분석 정보는 특정 영역 내에서 위험 요소로 판단된 영역의 각 화소별 위치값, 온도값 및 위험 요소에 해당하는 대상(예: 사람)에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서는 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 판단하거나 위험 요소에 해당하는 대상을 확인하기 위한 다양한 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일반 카메라로 통해서 특정 영역을 촬영한 일반 영상을 저장하고, 열화상과 저장된 일반 영상을 비교하여 서로 중첩(또는 일치)되는지를 확인한 후 중첩되는 경우 위험 요소가 존재하지 않는다고 판단하고, 중첩되지 않는 경우 위험 요소가 존재한다고 판단할 수 있다. 또한, 이전 열화상 신호와 현재 열화상 신호간에 차이가 있는지를 확인하고, 이전 열화상 신호와 현재 열화상 신호에 차이가 있으면 위험 요소가 존재한다고 판단할 수도 있다.
다양한 실시예에서 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)는 열화상 신호를 압축하고, 압축된 열화상 신호를 통신을 위한 IP(Internet Protocol) 신호로 변환하여 서비스 제공 장치(200)로 전달할 수도 있다. 예를 들어, 압축된 열화상 신호는 CVBS(Composite Video Banking Sync) 신호일 수 있다.
서비스 제공 장치(200)는 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)로부터 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 수신하고, 수신된 열화상 분석 정보 및 열화상 신호에 기반하여 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 사용자 인터페이스를 서비스 제공 장치(200)의 디스플레이를 통해 표시할 수 있다. 이를 통해서 상기 서비스 제공 장치(200)의 사용자는 특정 지역 또는 건물에 화재가 발생되었는지 또는 제한 구역에 누군가 침입하였는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 서비스 제공 장치(200)는 복수의 열화상 촬영 장치로부터 열화상 신호 및 열화상 분석 신호를 수신하여 저장하고, 이를 통해서 특정 영역을 모니터링하는 모니터링 서버일 수 도 있다. 구체적으로, 서비스 제공 장치(200)는 위험 요소로 판단된 영역의 각 화소별 위치값 및 온도값을 기반하여 위험 요소를 나타내는 그래픽 객체(예: 텍스트, 이미지, 아이콘 등) 및 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상이 포함된 사용자 인터페이스를 화면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자 인터페이스는 열화상 내 위험 요소에 해당하는 영역을 다른 영역과 구별되도록 나타내기 위한 제1 그래픽 객체(예: 이미지, 아이콘 등), 해당 영역의 온도값을 나타내는 제2 그래픽 객체(예: 텍스트 등) 및 위험 요소에 해당하는 대상의 종류를 나타내는 제3 그래픽 객체(예: 텍스트 등)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서 수신된 열화상 신호가 압축된 신호인 경우 서비스 제공 장치(200)는 압축된 열화상 신호를 해제하고, 해제된 열화상 신호를 열화상으로서 화면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 압축된 열화상 신호는 CVBS 신호이며, 해제된 열화상 신호는 LVDS 신호일 수 있다.
다양한 실시예에서 서비스 제공 서버(200)는 수신된 열화상 신호 및 화재, 침입, 등과 같은 위험 요소를 모니터링하고, 위험 요소가 발생된 경우 이를 사용자에게 알리거나 해당 위험 요소에 관련된 경찰서, 소방서 등의 관청이나 기관 또는 방범 관련 서비스를 제공하는 업체 등에 알리기 위한 알림 서비스를 제공할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 열화상 촬영 장치(100)는 열화상 촬영부(110), 이미지 분석부(120), 이미지 처리부(130), 메모리(140) 및 통신 인터페이스(150)를 포함할 수 있다.
열화상 촬영부(110)는 특정 영역의 열 에너지를 감지하고, 감지된 열 에너지에 기반하여 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호를 출력할 수 있다. 상기 열화상 신호는 특정 영역에 대한 온도 분포도를 나타내는 열화상 화소 정보를 포함할 수 있다. 상기 열화상 화소 정보는 열화상 신호의 각 화소별 위치값 및 온도값 등을 포함할 수 있다.
이미지 분석부(120)는 열화상 신호를 분석하여 열화상 신호의 각 화소의 위치에 따른 온도값을 확인하고, 확인된 온도값들 중 기 설정된 임계 온도값 이상인 화소들을 포함하는 화소 영역을 위험 요소 후보 영역으로 설정할 수 있다. 이미지 분석부(120)는 메모리(140)에 저장된 위험 요소로 판단 가능한 사람, 동물 또는 물체 등과 같은 다양한 대상별 온도 분포도를 나타내는 데이터를 이용하여 위험 요소 후보 영역에 해당하는 대상을 확인할 수 있다. 구체적으로, 이미지 분석부(120)는 위험 요소 후보 영역의 온도 분포도와 대상별 온도 분포도를 비교하여 유사 여부에 따라 위험 요소 후보 영역에 해당하는 대상을 확인할 수 있다. 예를 들어, 위험 요소 후보 영역의 온도 분포도와 대상별 온도 분포도 간의 차이값이 기 설정된 임계 차이값보다 작으면 유사하다고 판단될 수 있다. 위험 요소 후보 영역의 온도 분포도와 유사한 온도 분포도에 대응하는 대상이 사람인 경우 이미지 분석부(120)는 위험 요소 후보 영역에 해당하는 대상을 사람으로 판단할 수 있다. 특정 영역이 사람의 출입을 제한하는 제한 구역인 경우 이미지 분석부(120)는 기 설정된 임계 시간 동안 특정 영역에 사람으로 판단된 대상이 존재하는지를 판단하고, 임계 시간 동안 특정 영역에 해당 대상이 존재하면 이를 위험 요소로 판단할 수 있다.
이미지 분석부(120)는 특정 영역에 위험 요소가 존재함을 나타내는 열화상 분석 정보를 생성하고, 생성된 열화상 분석 정보 및 열화상 신호를 이미지 처리부(130)로 전달할 수 있다. 상기 열화상 분석 정보는 특정 영역 내에서 위험 요소로 판단된 영역의 각 화소별 위치값, 온도값 및 위험 요소에 해당하는 대상(예: 사람)에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
이미지 처리부(130)는 로우 데이터에 해당하는 열화상 신호를 압축하고, 압축된 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 통신 인터페이스(150)를 통해서 서비스 제공 장치(200)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 압축된 열화상 신호는 IP 신호로 변환되어 서비스 제공 장치(200)로 전달될 수 있다. 상기 압축된 열화상 신호는 CVBS 신호일 수 있다.
다양한 실시예에서 이미지 처리부(130)는 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 함께 압축한 압축 데이터를 생성하고, 생성된 압축 데이터를 통신 인터페이스(150)를 통해서 서비스 제공 장치(200)로 전달할 수도 있다.
메모리(140)는 이미지 분석부(120)를 통해서 생성된 열화상 분석 정보 및 열화상 촬영부(110)를 통해서 생성된 열화상 신호를 저장할 수 있다. 다양한 실시예에서 메모리(140)는 사람, 동물 또는 물체 등과 같은 다양한 대상별 온도 분포를 나타내는 온도 분포 데이터를 저장할 수 있다.
통신 인터페이스(150)는 열화상 촬영 장치(100)가 외부 장치와 통신 가능하도록 연결한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(150)는 유/무선 네트워크를 통해 서비스 제공 장치(200)와 연결하고, 열화상 분석 정보 및 열화상 신호를 서비스 제공 장치(200)로 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 열화상 촬영부(110)는 광학부(112), 열 에너지 감지 센서(114) 및 열화상 센서(116)를 포함할 수 있다.
열 에너지 감지 센서(114)는 광학부(112)를 통해서 입사된 적외선 파장 대역의 광신호로부터 특정 영역의 열 에너지를 감지할 수 있다. 예를 들어, 광학부(112)는 대상으로부터 발생되는 적외선 열 에너지를 감지하기 위해 적외선 열 에너지 파장 대역을 통과시키는 게르마늄과 실리콘으로 구성된 렌즈가 사용될 수 있다. 또한, 도면에 도시되지 않았으나 냉각장치를 이용하여 열 에너지 감지 센서(114)의 온도 감응성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
열화상 센서(116)는 열 에너지 감지 센서(114)를 통해서 감지된 열 에너지에 기반하여 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 열화상 센서(116)는 감지된 열 에너지의 강도를 계산하고, 계산된 열 에너지 강도를 온도값으로 변환하여 화소 단위로 시각화한 열화상 신호를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 제공 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 서비스 제공 장치(200)는 통신 인터페이스(210), 메모리(220), 디스플레이(230) 및 프로세서(240)를 포함한다.
통신 인터페이스(210)는 서비스 제공 장치(200)가 외부 장치와 통신 가능하도록 연결한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(210)는 유/무선 네트워크를 통해 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)와 연결하고, 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)로부터 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호 및 열화상 신호를 분석한 열화상 분석 정보를 수신할 수 있다. 상기 열화상 신호는 압축될 수 있고, 압축된 열화상 신호는 CVBS 신호일 수 있다.
메모리(220)는 통신 인터페이스(210)를 통해 수신된 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 기반하여 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내기 위해 사용되는 다양한 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내기 위한 소프트웨어, 프로그램 또는 어플리케이션 등을 저장할 수 있다.
디스플레이(230)는 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘 또는 심벌 등)을 표시할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이(230)는 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 기반하여 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내기 위한 사용자 인터페이스를 표시할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스는 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내기 위한 소프트웨어, 프로그램 또는 어플리케이션 등의 실행 화면일 수 있다. 다양한 실시예에서 디스플레이(230)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light-Emitting Diode), QLED(Quantum dot light-emitting diode) 또는 터치스크린 등을 포함할 수 있다.
프로세서(240)는 통신 인터페이스(210), 메모리(220) 및 디스플레이(230)와 동작 가능하게 연결되고, 통신 인터페이스(210)를 통해서 수신된 열화상 신호 및 열화상 분석 정보에 기반하여 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)가 촬영하는 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 사용자 인터페이스를 제공하기 위한 다양한 명령들을 수행한다. 이하에서는 사용자 인터페이스를 제공하기 위한 동작에 대해서 구체적으로 설명한다.
프로세서(240)는 통신 인터페이스(210)를 통해서 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)로부터 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 수신하고, 수신된 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 메모리(220)에 저장할 수 있다. 상기 프로세서(240)는 적어도 하나의 열화상 촬영 장치(100)의 식별 정보, 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 대응시켜 메모리(220)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 열화상 분석 정보는 특정 영역 내에서 위험 요소로 판단된 영역의 각 화소별 위치값, 온도값 및 위험 요소에 해당하는 대상의 종류 등의 정보를 포함할 수 있다. 상기 열화상 신호가 압축된 경우 프로세서(240)는 압축된 열화상 신호를 해제하여 해제된 열화상 신호를 획득하고, 열화상 신호 및 열화상 분석 정보에 기반하여 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 사용자 인터페이스를 디스플레이(230)를 통해서 표시할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(240)는 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 이용하여 위험 요소로 판단된 영역의 위치, 온도 및 대상의 종류를 나타내는 그래픽 객체들이 반영된 열화상을 포함하는 사용자 인터페이스를 생성하고, 생성된 사용자 인터페이스를 디스플레이(230)를 통해서 표시할 수 있다. 다양한 실시예에서 프로세서(240)는 복수의 열화상 촬영 장치들 각각으로부터 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 수신하고, 수신된 열화상 신호 및 열화상 분석 정보에 기반하여 위험 요소로 판단된 영역의 위치, 온도 및 대상의 종류를 나타내는 그래픽 객체들이 반영된 복수의 열화상들을 동시에 디스플레이(230)를 통해서 표시할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 촬영 장치에서의 열화상 분석 정보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 열화상 촬영 장치(100)는 렌즈를 통해서 입사된 적외선 파장 대역의 광신호로부터 특정 영역의 열 에너지를 감지하고, 감지된 열 에너지에 기반하여 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호를 생성할 수 있다(S500). 상기 열화상 촬영 장치(100)는 열화상 신호를 분석하여 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 열화상 분석 정보를 생성할 수 있다(S510). 상기 열화상 촬영 장치(100)는 열화상 신호를 압축하고, 압축된 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 서비스 제공 장치(200)로 전달할 수 있다(S520).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 제공 장치에서의 열화상 신호 및 열화상 분석 정보가 반영된 사용자 인터페이스를 제공하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 서비스 제공 장치(200)는 열화상 촬영 장치(100)로부터 압축된 열화상 신호 및 열화상 분석 정보를 수신하고(S600), 압축된 열화상 신호를 해제하여 압축 해제된 열화상 신호를 획득할 수 있다(S610). 상기 서비스 제공 장치(200)는 열화상 신호 및 열화상 분석 정보에 기반하여 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 사용자 인터페이스를 생성하고(S620), 생성된 사용자 인터페이스를 디스플레이를 통해서 표시할 수 있다(S630).
도 7은 종래의 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상 및 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상을 비교하기 위한 예시도들이다. 도 7에서 열화상은 흑백 영상으로 표현될 수 있다. 이때, 백색에 가까울수록 열온도가 높고, 흑색에 가까울수록 열온도가 낮을 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 종래의 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상(700)은 열화상을 분석 및 제공하기 위한 서비스 제공 장치로 전달되기 위해 압축되고, 전송을 위한 IP 신호로 변환되며, 변환된 IP 신호가 서비스 제공 장치로 전달되어 서비스 제공 장치(200)에 통해서 압축 해제된다. 이와 같이 압축, 전송 및 압축 해제 등의 동작에 의해서 종래의 열화상(700)은 여러 번의 데이터 손실이 발생되므로, 종래의 열화상(700)의 일부 영역(702)을 확대하는 경우 도면부호 704와 같이 선명도가 저하됨을 확인할 수 있다. 이에 따라, 종래에는 여러 번의 데이터 손실이 발생된 열화상을 이용하여 영상 분석을 수행하므로, 정확하지 않은 분석 결과가 도출될 수 있다.
이에 비해, 도 7의 (b)를 참조하면, 본 발명의 열화상(710)은 데이터 손실이 없는 로우 데이터에 해당하므로, 본원의 열화상(710)의 일부 영역(712)을 확대하는 경우 도면부호 714와 같이 선명도가 높은 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 데이터 손실 없는 로우 데이터를 이용하여 영상 분석을 수행하므로, 종래에 비해 정확도가 높은 분석 결과가 도출될 수 있다.
도 8은 종래의 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상 이미지 및 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상 이미지를 비교하기 위한 예시도들이다. 도 8에서 열화상은 컬러 영상으로 표현될 수 있다. 이때, 적색에 가까울수록 열온도가 높고, 청색에 가까울수록 열온도가 낮을 수 있다.
도 8의 (a)를 참조하면, 종래의 열화상 분석을 위해 사용되는 열화상(800)은 열화상을 촬영하는 촬영 장치에서 열화상을 분석하는 외부 장치로 전달되기 위해서 압축되고, 압축된 열화상이 외부 장치로 전달되는 과정에서 도면부호 802 및 804과 같이 데이터 손실이 발생될 수 있다. 예를 들어, 종래의 열화상(800) 내 일부 영역들(802, 804)은 본원의 열화상(810) 내 일부 영역들(812, 814)에 비해 픽셀별 손실이 발생되는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 데이터가 손실된 열화상을 이용하여 분석할 경우 종래에는 정확도가 낮은 영상 분석 결과가 도출될 수 있었다.
이에 비해, 도 8의 (b)를 참조하면, 본 발명의 열화상(810)은 열화상을 촬영하는 촬영 장치에서 촬영된 영상으로, 예를 들어, 본원의 열화상(810) 내 일부 영역들(812, 814)은 종래의 열화상(800) 내 일부 영역들(802, 804)에 비해 픽셀별 선명도가 높은 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 본 발명은 어떠한 데이터 손실 없는 로우 데이터를 이용하여 영상 분석을 수행함으로써, 종래의 영상 분석에 비해 정확도가 높은 영상 분석 결과가 도출될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 열화상 촬영 장치가 촬영한 데이터 손실 없는 열화상 신호를 분석하여 열화상 분석 정보 및 열화상 신호를 제공함으로써, 분석 정확도가 높은 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 열화상 촬영 장치
110: 열화상 촬영부
112: 광학부
114: 열 에너지 감지 센서
116: 열화상 센서
120: 이미지 분석부
130: 이미지 처리부
140: 메모리
150: 통신 인터페이스
200: 서비스 제공 장치
210: 통신 인터페이스
220: 메모리
230: 디스플레이
240: 프로세서

Claims (10)

  1. 렌즈를 통해서 입사된 적외선 파장 대역의 광신호로부터 출입이 금지된 제한 영역의 열 에너지를 감지하고, 상기 감지된 열 에너지에 기반하여 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호를 출력하는 열화상 촬영부;
    상기 열화상 신호를 분석하여 상기 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 열화상 분석 정보를 생성하는 이미지 분석부;
    상기 열화상 신호를 압축하여 상기 압축된 열화상 신호 및 상기 열화상 분석 정보를 통신 인터페이스를 통해서 서비스 제공 장치로 전달하는 이미지 처리부; 및
    상기 위험 요소로 판단될 수 있는 사람, 동물 또는 물체에 대한 대상별 온도 분포도를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 열화상 신호를 분석하여 상기 열화상 신호의 각 화소의 위치에 따른 온도값을 확인하고, 상기 확인된 온도값들 중 기 설정된 임계 온도값 이상인 화소들을 포함하는 화소 영역을 위험 요소 후보 영역으로 설정하고, 상기 사람, 동물 또는 물체에 대한 대상별 온도 분포도 및 상기 위험 요소 후보 영역의 온도 분포도 간의 차이값을 산출하고, 상기 산출된 차이값이 기 설정된 임계 차이값보다 작으면 상기 위험 요소 후보 영역에 해당하는 대상을 상기 사람, 동물 또는 물체로 판단하고, 상기 제한 영역에 상기 사람, 동물 또는 물체가 기 설정된 임계 시간 동안 존재하면 상기 사람, 동물 또는 물체를 상기 위험 요소로 판단하고, 상기 위험 요소로 판단된 사람, 동물 또는 물체에 대한 정보를 상기 열화상 분석 정보로서 생성하는 열화상 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열화상 신호는,
    데이터 손실이 없는 로우 데이터(raw data)인, 열화상 촬영 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열화상 분석 정보는,
    상기 특정 영역에서 위험 요소로 판단된 영역의 각 화소별 위치값, 온도값 및 상기 위험 요소에 해당하는 대상이 대한 정보를 포함하는, 열화상 촬영 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압축된 열화상 신호는,
    CVBS(Composite Video Banking Sync) 신호인, 열화상 촬영 장치.
  6. 렌즈를 통해서 입사된 적외선 파장 대역의 광신호로부터 출입이 금지된 제한 영역의 열 에너지를 감지하고, 상기 감지된 열 에너지에 기반하여 특정 영역의 온도 분포를 나타내는 열화상 신호로 출력하는 단계;
    상기 열화상 신호를 분석하여 상기 특정 영역에 위험 요소가 존재하는지를 나타내는 열화상 분석 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 열화상 신호를 압축하고, 상기 압축된 열화상 신호 및 상기 열화상 분석 정보를 서비스 제공 장치로 전달하는 단계를 포함하고,
    상기 열화상 분석 정보를 생성하는 단계는,
    상기 열화상 신호를 분석하여 상기 열화상 신호의 각 화소의 위치에 따른 온도값을 확인하는 단계;
    상기 확인된 온도값들 중 기 설정된 임계 온도값 이상인 화소들을 포함하는 화소 영역을 위험 요소 후보 영역으로 설정하는 단계;
    열화상 촬영 장치의 메모리에 저장된, 상기 위험 요소로 판단될 수 있는 사람, 동물 또는 물체에 대한 대상별 온도 분포도 및 상기 위험 요소 후보 영역의 온도 분포도 간의 차이값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 차이값이 기 설정된 임계 차이값보다 작으면 상기 위험 요소 후보 영역에 해당하는 대상을 상기 사람, 동물 또는 물체로 판단하는 단계;
    상기 제한 영역에 상기 사람, 동물 또는 물체가 기 설정된 임계 시간 동안 존재하면 상기 사람, 동물 또는 물체를 상기 위험 요소로 판단하는 단계; 및
    상기 위험 요소로 판단된 사람, 동물 또는 물체에 대한 정보를 상기 열화상 분석 정보로서 생성하는 단계를 포함하는 열화상 촬영 장치를 이용한 열화상 분석 정보 제공 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열화상 신호는,
    데이터 손실이 없는 로우 데이터(raw data)인, 열화상 촬영 장치를 이용한 열화상 분석 정보 제공 방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 열화상 분석 정보는,
    상기 특정 영역에서 상기 위험 요소로 판단된 영역의 각 화소별 위치값, 온도값 및 상기 위험 요소에 해당하는 대상이 대한 정보를 포함하는, 열화상 촬영 장치를 이용한 열화상 분석 정보 제공 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 압축된 열화상 신호는,
    CVBS(Composite Video Banking Sync) 신호인, 열화상 촬영 장치를 이용한 열화상 분석 정보 제공 방법.
KR1020180107192A 2018-09-07 2018-09-07 열화상 촬영 장치 및 이를 이용한 열화상 분석 정보를 제공하는 방법 KR101938120B1 (ko)

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