KR102087720B1 - Infrared light based Vision device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적외선광을 기반으로 한 광학 시스템을 이용한 시각 보조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a visual aid device using an optical system based on infrared light.
눈은 빛을 통해 사물을 시각적으로 인식하기 위한 신체 기관이다. 수정체와 유리체를 거친 빛은, 망막에 도달한다. 망막에 위치한 막대 세포와 원뿔 세포 중, 막대 세포는 일정 조도 이하의 어두운 환경에서 미세한 빛의 차이 및 변화를 감지하며, 원뿔 세포는 일정 조도 이상의 비교적 밝은 조건에서 색의 차이 및 변화를 감지한다. 빛을 감지한 세포가 발생한 신호는 쌍극 세포, 신경절 세포, 및 시신경을 거쳐 뇌로 전달되며, 이에 의해 인간은 사물을 시각적으로 인지할 수 있다. 유인원 및 인간 망막의 중앙에 위치한 중심부 황반 혹은 중심와에는 원뿔 세포만 존재하기 때문에, 색만 감지될 수 있을 뿐, 어두운 환경에서의 미세한 빛의 변화는 감지될 수 없고, 색감을 잃어버리게 되는 것은 물론 중심 시력의 소실을 가져와 실명에 이르게 된다. The eye is a body organ that visually recognizes things through light. Light passing through the lens and the vitreous reaches the retina. Among the rod and cone cells located in the retina, the rod cells detect minute differences and changes in light in a dark environment below a certain illuminance, and the cone cells detect color differences and changes in relatively bright conditions above a certain illuminance. Signals generated by light-sensitive cells are transmitted to the brain via bipolar cells, ganglion cells, and the optic nerve, thereby allowing humans to visually recognize objects. Since only cone cells exist in the central macula or fovea located in the center of the apes and the human retina, only color can be detected, and minute light changes in dark environments can not be detected, and color loss is lost, as well as central vision. It leads to the loss of the real name.
반면, 중심와 부위를 제외한 전체 망막에 광범위하게 존재하는 막대 세포가 손상되면, 중심 시력을 제외한 주변부 전체시야를 잃어 버리게 되어 어두운 곳에서 빛의 밝기를 느낄 수 없을 뿐 아니라 시야협착이 발생하여 세상을 열쇠구멍을 통해 보는 것 같은 현상을 느끼게 되며, 주변 환경에 빛의 밝기가 현저히 떨어지는 야간에 극심한 야맹증을 호소하여 보행을 포함한 일상 생황에 극심한 장애를 가지게 된다. 따라서 망막색소변성증으로 대표되는 다양한 유전성 망막질환 혹은 그 외 다른 원인으로 막대 세포가 손상된 환자는 물론, 막대 세포의 손상 이외에도 녹내장과 같이 내측망막에 존재하는 시신경의 세포구성원이 되는 망막신경절세포의 축삭의 퇴화로 인한 신경퇴행성 질환에는 주변시야의 협착을 동반한 안과적 질환을 가진 환자는, 어두운 곳에서 사물을 시각적으로 인지할 수 없다. 또한, 황반 이외의 영역에 있는 망막 세포가 모두 손상될 수도 있는데, 황반에는 원뿔 세포만 존재하기 때문에, 환자는 어두운 곳에서의 사물을 시각적으로 인지할 수 없다.On the other hand, if the rod cells, which are present in the entire retina except for the center and the region, are damaged, the entire field of vision is lost except for the central vision, so that the brightness of the light cannot be felt in the dark, and the field of view is narrowed. You will feel as if you are seeing through a hole, and you will have extreme night blindness at night when the brightness of the light drops considerably in the surrounding environment. Therefore, the axons of retinal ganglion cells, which are not only patients with rod cells damaged by various hereditary retinopathy or other causes, such as retinal pigmentosa, but also the cells of the optic nerve in the medial retina, such as glaucoma. In neurodegenerative diseases due to degeneration, patients with ophthalmic diseases with stenosis of the surrounding field cannot visually perceive objects in the dark. In addition, all retinal cells in areas other than the macular may be damaged, and since only the cone cells are present in the macular, the patient cannot visually recognize objects in the dark.
본 발명은, 막대 세포가 손상되거나 망막신경절세포, 혹은 그 외 망막세포의 손상으로 인하여 시각적 기능의 제한에 기인하여 주변시야의 협착 혹은 어두운 곳, 예를 들어, 야간에 시각 능력이 현저히 저하되는 환자를 위한 적외선광 기반의 시각 보조 장치를 제공하고자 한다.The present invention relates to a patient in which visual ability is significantly reduced in a narrow or dark area, for example, at night, due to limitation of visual function due to damage of rod cells or damage of retinal ganglion cells or other retinal cells. To provide an infrared light-based visual aid device for.
본 발명의 일측면에 따르면, 적외선광 기반 시각 보조 장치가 제공된다. 적외선광 기반 시각 보조 장치는, 전방에 위치한 사물을 향해 적외선광을 조사하는 적외선 광원, 상기 사물에 반사된 적외선광을 검출하며, 적외선 밝기값을 갖는 복수의 적외선 픽셀로 구성된 단색 적외선 영상을 생성하는 적외선 카메라, 상기 적외선 밝기값의 범위 내에서 상기 적외선 밝기값은 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값에 대응하며, 상기 적외선 픽셀별로 상기 적외선 밝기값에 대응하는 상기 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값을 결정하여 컬러 픽셀을 생성하는 그래픽 프로세싱 유닛 및 복수의 상기 컬러 픽셀로 구성된 컬러 증강 영상을 표시하는 컬러 증강 영상 표시장치를 포함할 수 있다.According to one aspect of the invention, there is provided an infrared light-based visual aid device. An infrared light-based visual aid device detects an infrared light source that irradiates infrared light toward an object located in front of the object, detects infrared light reflected by the object, and generates a monochrome infrared image including a plurality of infrared pixels having an infrared brightness value. An infrared camera, within the range of the infrared brightness value, the infrared brightness value corresponds to the brightness value of two or more color elements, and by determining the brightness value of the two or more color elements corresponding to the infrared brightness value for each infrared pixel color It may include a graphic processing unit for generating a pixel and a color augmented image display for displaying a color augmented image composed of a plurality of the color pixels.
일 실시예로, 상기 적외선 픽셀은 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값이 기록되는 둘 이상의 필드를 포함하고, 상기 적외선 밝기값은 상기 둘 이상의 필드에 기록된 컬러 요소의 밝기값의 평균이며, 상기 컬러 픽셀은, 상기 결정된 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값을 상기 둘 이상의 필드에 기록하여 생성될 수 있다.In one embodiment, the infrared pixel includes two or more fields in which brightness values of two or more color elements are recorded, the infrared brightness value is an average of brightness values of color elements recorded in the two or more fields, and the color pixel. May be generated by recording brightness values of the determined two or more color elements in the two or more fields.
일 실시예로, 상기 적외선 밝기값과 상기 컬러 요소의 밝기값은 선형 관계일 수 있다.In one embodiment, the infrared brightness value and the brightness value of the color element may have a linear relationship.
일 실시예로, 상기 적외선 밝기값은, 기준 밝기값을 경계로 해서 상기 둘 이상의 컬러 요소 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.In an embodiment, the infrared brightness value may be different from at least one of the two or more color elements based on a reference brightness value.
일 실시예로, 상기 결정된 상기 컬러 요소의 밝기값의 합은 모든 컬러 픽셀에서 동일할 수 있다.In one embodiment, the sum of the brightness values of the determined color elements may be the same in all color pixels.
일 실시예로, 상기 적외선 밝기값과 상기 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값은 비선형 관계일 수 있다.In one embodiment, the infrared brightness value and the brightness value of the two or more color elements may have a non-linear relationship.
일 실시예로, 상기 적외선 밝기값에 대응하는 상기 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값은, 컬러 요소의 밝기값의 합이 경계 전체에 걸쳐 동일하도록 구성된 색도분포표를 이용하여 결정될 수 있다.In one embodiment, the brightness values of the two or more color elements corresponding to the infrared brightness value may be determined using a chromaticity distribution table configured such that the sum of the brightness values of the color elements is the same throughout the boundary.
본 발명에 따르면, 막대 세포 혹은 망막신경절세포를 포함한 내측망막에 위치한 신경세포의 손상을 동반한 환자에 적용시, 어두운 곳에서도 일정 시야 내의 사물을 시각적으로 인지할 수 있게 되어, 야간 활동 제약을 극복할 수 있다. 또한, 어두운 곳에서 사물을 식별할 수 없는 환자뿐 아니라, 이러한 핸디캡을 일시적으로 겪고 있는 사용자도 본 발명에 의해 개선된 야간 시력을 확보할 수 있다.According to the present invention, when applied to a patient with damage of nerve cells located in the inner retina including rod cells or retinal ganglion cells, it is possible to visually recognize objects within a certain field of view even in the dark, thereby overcoming the limitation of night activity. can do. In addition, not only patients who are unable to identify objects in dark places, but also users who are temporarily experiencing such handicap can ensure improved night vision by the present invention.
이하에서, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시 예를 참조하여 설명된다. 이해를 돕기 위해, 첨부된 전체 도면에 걸쳐, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 할당되었다. 첨부된 도면에 도시된 구성은 본 발명을 설명하기 위해 예시적으로 구현된 실시 예에 불과하며, 본 발명의 범위를 이에 한정하기 위한 것은 아니다. 특히, 첨부된 도면들은, 발명의 이해를 돕기 위해서, 일부 구성 요소를 다소 과장하여 표현하고 있다.
도 1은 적외선광 기반 시각 보조 장치를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 적외선광 기반 시각 보조 장치의 기능적인 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 적외선광 기반 시각 보조 장치의 동작을 예시적으로 도시한 흐름도이다.
도 4는 도 3의 단계 220을 구현하기 위한 일 실시 예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 단계 220을 구현하기 위한 다른 실시 예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 3의 단계 220을 구현하기 위한 또 다른 실시 예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은, 적외선 시각 보조 장치의 구현 예를 도시한 도면이다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. For clarity, the same components have been assigned the same reference numerals throughout the accompanying drawings. Configurations shown in the accompanying drawings are only exemplary embodiments to illustrate the present invention, but are not intended to limit the scope of the present invention. In particular, the accompanying drawings, in order to facilitate understanding of the invention, some of the components are somewhat exaggerated.
1 is a diagram illustrating an infrared light-based visual aid device by way of example.
FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the infrared light-based visual aid shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of an infrared light-based visual aid shown in FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment for implementing
5A and 5B exemplarily illustrate another embodiment for implementing
6 is a diagram illustrating still another embodiment for implementing
7 and 8 are diagrams illustrating an implementation example of the infrared visual aid.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 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. 동일한 구성 요소는, 첨부된 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호로 인용된다. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like elements are referred to by like reference numerals throughout the accompanying drawings.
도 1은 적외선광 기반 시각 보조 장치를 예시적으로 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating an infrared light-based visual aid device by way of example.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는, 예를 들어, 안경, 고글, HMD(Head-mounted display)등과 같은 아이웨어(eyewear)(30)에 일체화된 형태로 구현될 수 있다. 아이웨어(30)는, 시각적으로 투명한 광학 요소(31)및 인간의 시야 내에 광학 요소(31)를 배치하는 프레임(32)으로 구성된다. 1 and 2 together, the infrared light-based
광학 요소(31)는, 광학적으로 투명한 물질로 형성되며, 예를 들어, 렌즈, 평면 유리판, 프리즘 등일 수 있다. 렌즈는, 1 또는 2개의 곡면을, 평면 유리판은 2개의 평면을 포함하며, 프리즘은 3개 이상의 평면을 가진다. 광학 요소(31)의 곡면 또는 평면은, 컬러 증강 영상(22)이 표시되는 투영면일 수 있다. 투영면은, 광학 요소(31)의 전방으로부터 들어오는 빛은 그대로 통과시키며, 컬러 증강 영상(22)은 표시하거나 반사시킬 수 있다. The
프레임(32)은, 금속, 합금, 합성 수지 또는 이들의 조합으로 제조된다. 프레임(32)은, 사용자가 착용할 때, 광학 요소(31)를 사용자 시야에 배치되도록 하며, 적외선 광원(110)및 적외선 카메라(120)를 전방을 향하게 한다. 도 1에서, 적외선 광원(110)및 적외선 카메라(120)는, 프레임(32)의 측면에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐이며, 특정 위치에 한정되지 않는다. 한편, 프레임(32)은, 적외선 영상을 컬러 증강 영상으로 변환하는 전자 장치, 예를 들어, 그래픽 프로세싱 유닛(140)등을 내장할 수 있다. The
적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는, 적외선 영상에 기초하여 생성된 컬러 증강 영상을 투영면에 표시한다. 일반적으로, 나이트 비전(Night vision)과 같은 장치에서, 적외선 영상은 단색 또는 그레이 스케일로 표현된다. 일반 사용자도 단색 또는 그레이 스케일 영상으로도 전방의 사물을 인식할 순 있지만, 이러한 영상을 상대적으로 오랫동안 이용하기는 어렵다. 전방을 향해 배치된 적외선 광원(110)은, 사용자의 시각에 의해 인지되지 않는 적외선광을 조사한다. 전방에 있는 사물에 반사된 적외선광은, 적외선 카메라(120)에 의해 감지되어 적외선 영상을 생성하는데 이용된다. 정상적인 시각을 가진 사용자가 인식하는 영상(20)과 비교할 때, 적외선 영상(21)은, 단색 또는 그레이 스케일로 표현된다. 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는, 적외선 영상(21)을 처리하여 컬러 증강 영상(22)을 사용자에게 표시한다. The infrared light-based
도 2는 도 1에 도시된 적외선광 기반 시각 보조 장치의 기능적인 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the infrared light-based visual aid shown in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는, 적외선 광원(110), 적외선 카메라(120), 컬러 증강 영상 표시장치(130), 및 그래픽 프로세싱 유닛(140)을 포함한다. 추가적으로, 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는, 센서(150)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the infrared light-based
하나 또는 둘 이상의 적외선 광원(110)은, 아이웨어의 프레임 상에 고정될 수 있다. 적외선 광원(110)은, 지향성 적외선광을 사용자의 전방으로 조사한다. 도 1을 다시 참조하면, 적외선 광원(110)은, 아이웨어(30)의 전면에 배치되며, 사용자의 시선을 따라 적외선광 조사 방향이 변경될 수 있다. 적외선광은, 인간의 시각으로는 감지할 수 없는 장파장의 빛이다. 따라서 주변의 다른 사람에게 피해를 주지 않으면서도 컬러 증강 영상을 생성하는데 이용될 수 있다.One or more
적외선 카메라(120)는, 적외선 광원(110)이 조사되어 전방에 위치한 사물에 반사된 적외선광을 검출한다. 적외선 카메라(120)는, 검출한 적외선광을 이용하여 그레이 스케일로 표현된 적외선 영상(21)을 생성한다. 적외선 영상(21)에서, 적외선 픽셀은, 예를 들어, 0 내지 255 또는 0 내지 1023 단계의 적외선 밝기값 Igrey를 나타낸다. 적외선 카메라(120)는, 아이웨어(30)의 전면에 배치되며, 사용자의 시선을 따라 적외선을 검출하는 방향이 변경될 수 있다. 한편, 두 개 이상의 적외선 카메라(120)가 아이웨어에 배치될 수 있다. 두 개 이상의 적외선 카메라(120)는, 예를 들어, 사용자의 좌안과 우안간 시차에 따른 두 개 이상의 적외선 영상(21)을 생성할 수 있다. 좌측에 배치된 적외선 카메라(120)가 생성한 좌측 적외선 영상과 우측에 배치된 적외선 카메라(120)가 생성한 우측 적외선 영상은, 각각 처리되어 좌측 컬러 증강 영상 및 우측 컬러 증강 영상으로 변환된다. 좌측 컬러 증강 영상 및 우측 컬러 증강 영상은 좌측 투영면 및 우측 투영면에 각각 표시되며, 이로 인해 사용자는 전방 사물까지의 거리를 인지할 수 있다. The
컬러 증강 영상 표시장치(130)는 컬러 증강 영상(22)을 광학적으로 출력한다. 일 실시 예로, 컬러 증강 영상 표시장치(130)는, 광학 요소(31)의 투영면에 컬러 증강 영상(22)을 표시하는 하는 프로젝터일 수 있다. 다른 실시 예로, 컬러 증강 영상 표시장치(130)는, 투영면을 거치지 않고 사용자의 눈에 컬러 증강 영상(22)을 직접 조사할 수도 있다. 두 개의 컬러 증강 영상 표시장치(130)는, 아이웨어의 양측에 배치되어 좌측 컬러 증강 영상 및 우측 컬러 증강 영상을 각각 좌우 광학 요소의 투영면에 표시하거나, 사용자의 좌우 눈에 조사할 수 있다. 또 다른 실시 예로, 컬러 증강 영상 표시장치(130)는, 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)로부터 분리된 전자 장치, 예를 들어, 평면 디스플레이가 탑재된 휴대폰 등일 수도 있다. The color augmented
그래픽 프로세싱 유닛(이하 GPU; 140)은, 적외선 영상(21)을 컬러 증강 영상(22)으로 변환한다. GPU(140)는, 적외선 영상(21)의 픽셀별로 적외선 픽셀을 컬러 픽셀로 변환한다. GPU(140)의 변환 방식은, 이하에서 도 3 내지 5를 참조하여 설명한다. 추가적으로, GPU(140)는, 센서(150)가 출력한 센싱값에 따라 컬러 증강 영상(22)을 보정할 수 있다. 센서(150)는, 예를 들어, 거리 센서(151)를 포함할 수 있다. 거리 센서(151)는, 사용자 전방에 있는 사물까지의 거리를 측정한다. GPU(140)는, 거리 센서(151)의 센싱값에 따라 컬러 증강 영상(22)의 전체 크기 또는 컬러 증강 영상(22)내에 표시된 사물의 크기를 보정하거나, 사물까지의 거리를 나타내는 정보를 컬러 증강 영상(22)에 삽입할 수 있다. 한편, 센서(150)는, 시선 추적 센서(152)를 포함할 수 있다. GPU(140)는, 시선 추적 센서(152)의 센싱값에 따라 컬러 증강 영상(22)의 좌우 및/또는 상하 비율을 보정하거나, 컬러 증강 영상(22)이 표시될 위치를 보정할 수 있다.The graphics processing unit (hereinafter, referred to as GPU) 140 converts the
적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는, 유선 또는 무선 통신 모듈(160)을 더 포함할 수 있다. GPU(140)가 출력한 컬러 증강 영상(22)은, 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)로부터 분리된 평면 디스플레이에 표시될 수 있다. 통신 모듈(160)은, 예를 들어, 무선랜과 같은 근거리 무선 통신 또는 블루투쓰와 같은 초단거리 무선 통신을 통해 컬러 증강 영상(22)을 평면 디스플레이로 전송할 수 있다. The infrared light-based
도 3은 도 1에 도시된 적외선광 기반 시각 보조 장치의 동작을 예시적으로 도시한 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of an infrared light-based visual aid shown in FIG. 1.
도 3을 참조하면, 적외선 카메라(130)는, 적외선 영상(21)을 생성하여 GPU(140)에 입력으로 제공한다(단계 200). Referring to FIG. 3, the
GPU(140)는, 입력된 적외선 영상(21)에서 n번째 적외선 픽셀의 적외선 밝기값 Igrey_n을 획득한다(단계 210). 여기서 n은, 1부터 적외선 영상(21)의 총 픽셀 수 사이의 값이다. 일 실시 예로, 적외선 영상(21)은, 복수의 컬러 요소, 예를 들어, R, G, B의 밝기값이 기록된 복수의 필드를 갖는 적외선 픽셀을 포함할 수 있다. 이하에서는, 컬러 요소의 밝기값을 컬러값이라고 한다. 각 필드의 길이는 동일하며, 필드의 길이에 따라 적외선 밝기값 Igrey의 범위가 결정된다. 이 경우, 적외선 밝기값 Igrey는, 복수의 컬러값의 산술 평균일 수 있다. 한편, 복수의 컬러값은 실질적으로 동일할 수 있다. 이 경우, 복수의 컬러값 중 어느 하나가 해당 적외선 픽셀의 적외선 밝기값 Igrey가 될 수 있다. 필드의 길이가 8비트인 경우, 적외선 밝기값 Igrey는 0 내지 255 사이의 값을 가지며, 필드의 길이가 10비트인 경우, 적외선 밝기값 Igrey는 0 내지 1023 사이의 값을 가질 수 있다. 다른 실시 예로, 적외선 영상(21)은, 적외선 밝기값 Igrey가 기록된 하나의 필드를 갖는 적외선 픽셀을 포함할 수 있다. 이하에서는, 적외선 밝기값 및 컬러값을 각각의 최대 밝기값에 대한 비율(%)로 표시하도록 한다.The
GPU(140)는, 적외선 영상(21)의 n번째 적외선 픽셀의 적외선 밝기값 Igrey_n을 이용하여 n번째 컬러 픽셀의 컬러값을 결정한다(단계 220). 컬러를 나타내기 위한 형식은, RGB 뿐 아니라 YUV, YCbCr 등 다양하다. 컬러를 표현하기 위한 컬러 요소, 예를 들어, R, G, B 또는 Y, Cr, Cb 등은, 상호 변환 가능하다. 이하에서는, 직관적으로 이해하기가 가장 용이한 RGB 컬러 형식을 예를 들어 설명하기만, 이는 예시일 뿐임을 이해하여야 한다. GPU(140)가 컬러값을 결정하는 실시 예는 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.The
컬러 증강 영상 표시장치(130)는, GPU(140)가 출력한 컬러 증강 영상(22)을 표시한다(단계 230).The color augmented
도 4는 도 3의 단계 220을 구현하기 위한 일 실시 예를 예시적으로 도시한 도면으로, 도 4의 (a)는, 일 실시 예에 따라 적외선 영상을 컬러 증강 영상으로 변환하기 위한 적외선 밝기값-컬러값 관계이며, (b)는 적외선 영상의 픽셀별 적외선 밝기값에 따라 컬러값을 결정하는 과정이다. 4 is a diagram illustrating an exemplary embodiment for implementing
도 4의 (a)를 참조하면, 기준 밝기값 Ith는, R, G, B 컬러값을 결정하는 기준이다. 여기서, 기준 밝기값 Ith는, 0 내지 최대 밝기값 Imax 사이의 값일 수 있으며, 최대 밝기값 Imax는 적외선 픽셀 중 컬러값 또는 적외선 밝기값이 기록된 필드의 길이에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준 밝기값 Ith는 평균 밝기값, 즉, 최대 밝기값 Imax의 50%로 설정될 수 있다. 즉, 필드의 길이가 8비트인 경우, 평균 밝기값은 127일 수 있다.Referring to FIG. 4A, the reference brightness value I th is a reference for determining R, G, and B color values. Here, the reference brightness value I th may be a value between 0 and the maximum brightness value I max , and the maximum brightness value I max may be determined by the length of a field in which the color value or the infrared brightness value of the infrared pixels is recorded. For example, the reference brightness value I th may be set to 50% of the average brightness value, that is, the maximum brightness value I max . That is, when the length of the field is 8 bits, the average brightness value may be 127.
R, G, B 컬러값과 적외선 밝기값 Igrey는 선형 관계를 갖는다. R의 컬러값은, 적외선 밝기값 Igrey가 0%부터 기준 밝기값 Ith사이에서 선형 감소하며, 적외선 밝기값 Igrey=0%일 때, 100%이며, 기준 밝기값 Ith에서 0%가 된다. G의 컬러값은, 적외선 밝기값 Igrey가 0%부터 기준 밝기값 Ith사이에서 선형 증가하며, 기준 밝기값 Ith부터 적외선 밝기값 Igrey이 100%사이에서 선형 감소한다. 이 때, G의 컬러값은, 적외선 밝기값 Igrey가 0% 및 100%에서 0%이며, 기준 밝기값 Ith에서 100%가 된다. B의 컬러값은, 기준 밝기값 Ith부터 적외선 밝기값 Igrey이 100% 사이에서 선형 감소하며, 기준 밝기값 Ith에서 100%이며 적외선 밝기값 Igrey=100%일 때, 0%가 된다. 따라서, R, G, B 컬러값의 합은, 적외선 밝기값 Igrey에 상관 없이 항상 100%가 되는 관계를 갖는다. 이는, 컬러만을 인식할 수 있는 환자에게 항상 실질적으로 동일한 밝기로 표현된 영상을 보여주기 위해서이다.R, G, B color values and IR brightness value I gray have a linear relationship. Color value of R is, the infrared intensity values I grey a linear reduction between 0% based on the brightness value I th, when the IR intensity values I grey = 0%, 0% from 100%, based on the brightness value I th is do. The color value of G decreases linearly between the infrared brightness value I gray between 0% and the reference brightness value I th and linearly decreases between the reference brightness value I th and the infrared brightness value I gray between 100%. At this time, the color value of G is 0% and 100% to 0% at the infrared brightness value I gray, and becomes 100% at the reference brightness value I th . Color value of B, from the reference luminance value I th, and infrared intensity values I grey linear decrease between 100%, when the reference brightness value I th 100% and an infrared intensity values I grey = 100%, is 0% . Therefore, the sum of R, G, and B color values always has a relationship of 100% regardless of the infrared brightness value I grey . This is to show an image expressed at substantially the same brightness to a patient who can recognize only color.
도 4의 (b)를 참조하면, GPU(140)는, n번째 적외선 픽셀의 적외선 밝기값 Igrey_n과 기준 밝기값 Ith를 비교한다(단계 221). 여기서 n은, 1부터 적외선 영상(21)의 총 픽셀 수 사이의 값이다. 적외선 밝기값 Igrey_n이 기준 밝기값 Ith보다 작으면, 단계 222로 진행하며, 적외선 밝기값 Igrey_n이 기준 밝기값 Ith와 같거나 크면, 단계 223으로 진행한다.Referring to FIG. 4B, the
GPU(140)는, n번째 적외선 밝기값 Igrey_n을 이용하여 R, G, B 컬러값을 결정한다(단계 222, 223). R, G, B 컬러값은,(a)에 도시된 선형 관계에 따라 결정될 수 있다. 여기서, 컬러값은, 최대 밝기값 Imax에 대한 비율로 결정되며, 결정된 컬러값들의 합은 100%를 넘지 않는다.
한편, 결정된 컬러값을 보정하는 단계가 선택적으로 추가될 수 있다. 단계 222 및 223에서 결정된 R, G, B 컬러값은, 사용자가 설정한 조건에 따라 보정될 수 있다. 예를 들어, 적색(R)에 거부감이 있는 사용자는, 컬러 증강 영상의 전체적인 색이 적색일 경우 장시간 사용하기 어려울 수 있다. 따라서, 사용자는, 자신이 편하게 느끼는 색상으로 컬러 증강 영상이 표현되도록 할 수 있으며, 이는 녹색(G)이나 청색(B)에도 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 단계 222 및 223에서 결정된 R, G, B 컬러값의 비율 을 결정된 R, G, B 컬러값에 곱하여 컬러 증강 영상을 보정할 수 있다.Meanwhile, a step of correcting the determined color value may be optionally added. The R, G, and B color values determined in
여기서, R', G', B'은 보정된 R, B, G 컬러값이고, 은 결정된 R의 컬러값(%), 는 결정된 G의 컬러값(%), 는 결정된 B의 컬러값(%)이며, 는 0% 내지 100% 사이의 값을 가질 수 있다. Where R ', G', and B 'are corrected R, B, G color values, Is the color value (%) of the determined R, Is the color value (%) of G determined, Is the determined color value (%) of B, May have a value between 0% and 100%.
컬러 증강 영상에서 컬러값을 보정하는 방식은, 상술한 방법 이외에도 다양하게 구현 가능하다.The method of correcting the color value in the color augmented image may be variously implemented in addition to the above-described method.
GPU(140)는, 결정된 R, G, B 컬러값으로 n번째 컬러 픽셀을 완성한다(단계 224). 일 실시 예로, 적외선 픽셀이 복수의 컬러값이 기록된 복수의 필드를 가지면, GPU(140)는, 결정된 R, G, B 컬러값을 각 필드에 기록한다. 다른 실시 예로, 적외선 픽셀이 적외선 밝기값만 가지면, GPU(140)는 컬러값을 기록할 복수의 필드를 추가하고, 결정된 R, G, B 컬러값을 추가된 필드에 기록한다.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 단계 220을 구현하기 위한 다른 실시 예를 예시적으로 도시한 도면으로, 도 5a는, 다른 실시 예에 따라 적외선 영상을 컬러 증강 영상으로 변환하기 위한 적외선 밝기값-컬러 관계이며, 도 5b는 적외선 영상의 픽셀별 적외선 밝기값에 따라 컬러값을 결정하는 과정이다.5A and 5B exemplarily illustrate another embodiment for implementing
도 4와 비교할 때, 도 5a에 예시된 색도분포표는, 사용자가 원하는 컬러로 컬러 증강 영상을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 여기서, 색도분포표의 종류는 다양하며, 색을 혼합하기 위한 요소 역시 색도분포표의 종류에 따라 달라질 수 있다. 따라서 이하에서 설명할 방식은, 단지 하나의 예시에 불과함을 이해하여야 한다. 사용자는, 예시된 색도분포표에서, 컬러 증강 영상에 사용될 임의의 컬러 C1, C2, C3를 결정할 수 있다. 선택된 컬러 C1, C2, C3를 선으로 연결하면, 삼각형이 된다. 삼각형 내에 위치한 색은, 컬러 C1, C2, C3를 조합하면 생성할 수 있다. 따라서, 적외선 영상의 픽셀별 적외선 밝기값에 대응하는 컬러 요소는 삼각형 내에 위치한 컬러 요소로 변환된다. In comparison with FIG. 4, the chromaticity distribution table illustrated in FIG. 5A may be used to generate a color augmented image in a color desired by a user. Here, the types of chromaticity distribution tables are various, and elements for mixing colors may also vary according to the types of chromaticity distribution tables. Therefore, it should be understood that the manner described below is only one example. The user can determine any color C 1 , C 2 , C 3 to be used in the color enhancement image, in the illustrated chromaticity distribution table. Connecting the selected colors C 1 , C 2 and C 3 with a line makes a triangle. The color located within the triangle can be generated by combining the colors C 1 , C 2 and C 3 . Therefore, the color element corresponding to the pixel-specific infrared brightness value of the infrared image is converted into the color element located in the triangle.
도 5a에 예시된 색도분포표는, 색도분포표의 경계에서 선택된 컬러 C1, C2, C3는 R, G, B 컬러값을 좌표값으로 이용해서 표현될 수 있다. 예를 들어, 컬러 C1은 (255, 0, 0)이며, 색도분포표의 경계를 따라 시계 방향으로 이동하면 (254, 1, 0), (253, 2, 0)등의 순서로 R 컬러값은 감소하고, G 컬러값은 증가하며, B 컬러값은 변경되지 않는다. 한편, 컬러 C2는 (0, 255, 0)이며, 색도분포표의 경계를 따라 시계 방향으로 이동하면 (0, 254, 1), (0, 243, 2)등의 순서로 G 컬러값은 감소하고, B 컬러값은 증가하며, R 컬러값은 변경되지 않는다. 마찬가지로, 컬러 C3는 (0, 0, 255)이며, 색도분포표의 경계를 따라 시계 방향으로 이동하면(1, 0, 254), (2, 0, 253)등의 순서로 B 컬러값은 감소하고, R 컬러값은 증가하며, G 컬러값은 변경되지 않는다. 따라서, 컬러 C1, C2, C3의 R, G, B 컬러값은 색도분포표의 경계에서 다음의 관계를 만족한다.In the chromaticity distribution table illustrated in FIG. 5A, the colors C 1 , C 2 , and C 3 selected at the boundary of the chromaticity distribution table may be expressed using R, G, and B color values as coordinate values. For example, color C 1 is (255, 0, 0), and if it moves clockwise along the boundary of the chromaticity distribution table, R color values in the order of (254, 1, 0), (253, 2, 0), etc. Decreases, the G color value increases, and the B color value does not change. On the other hand, color C 2 is (0, 255, 0), and when it moves clockwise along the boundary of the chromaticity distribution table, G color values decrease in the order of (0, 254, 1), (0, 243, 2) The B color value is increased and the R color value is not changed. Similarly, color C 3 is (0, 0, 255), and when it moves clockwise along the boundary of the chromaticity distribution table (1, 0, 254), B color values decrease in the order of (2, 0, 253), etc. R color value is increased, and G color value is not changed. Therefore, the R, G, and B color values of the colors C 1 , C 2 , and C 3 satisfy the following relationship at the boundary of the chromaticity distribution table.
여기서, 이다. 따라서, 컬러 C1, C2, C3의 R, G, B 컬러값의 합은 항상 100%이다.here, to be. Therefore, the sum of the R, G, B color values of the colors C 1 , C 2 , C 3 is always 100%.
도 5b를 참조하면, GPU(140)는, n번째 적외선 픽셀의 적외선 밝기값 Igrey_n과 기준 밝기값 Ith를 비교한다(단계 221). 적외선 밝기값 Igrey_n이 기준 밝기값 Ith보다 작으면, 단계 222로 진행하며, 적외선 밝기값 Igrey_n이 기준 밝기값 Ith와 같거나 크면, 단계 223으로 진행한다.Referring to FIG. 5B, the
GPU(140)는, C1, C2, C3의 컬러값을 결정한다(단계 222', 223'). 컬러 C1, C2, C3는, 예를 들어, R, G, B 컬러값을 좌표로 해서 표현될 수 있다.
여기서, 첫 번째 좌표값은 R 컬러값이고, 두 번째 좌표값은 G 컬러값이며, 세 번째 좌표값은 B 컬러값이다.Here, the first coordinate value is an R color value, the second coordinate value is a G color value, and the third coordinate value is a B color value.
컬러 C1, C2, C3는, 색도분포표의 경계에서 선택되었으며, 컬러 C1, C2, C3는, 정삼각형의 꼭지점에 해당한다고 가정한다. 앞서 수학식 5에 표현된 관계를 적용하면, 컬러 C1, C2, C3의 좌표는 다음과 같이 표현될 수 있다. Color C 1, C 2, C 3 has been selected at the boundary of the chromaticity distribution table, the color C 1, C 2, C 3 are assumed to correspond to the vertices of an equilateral triangle. Applying the relationship expressed in Equation 5 above, the coordinates of the colors C 1 , C 2 , C 3 can be expressed as follows.
이와 같은 관계를 만족할 때, 컬러 C1, C2, 및 C3의 밝기값 I1, I2, 및 I3는 다음과 같이 결정된다. 여기서, 컬러 C1, C2, C3와 밝기값 I1, I2, I3의 관계는 수학식 1 및 2를 이용할 수 있다.When this relationship is satisfied, the brightness values I 1 , I 2 , and I 3 of the colors C 1 , C 2 , and C 3 are determined as follows. Here, the relationship between the colors C 1 , C 2 , C 3 and the brightness values I 1 , I 2 , and I 3 may use Equations 1 and 2.
한편, 컬러 증강 영상의 전체 RGB 좌표값은, 밝기값 I1, I2, 및 I3의 RGB 좌표값의 합과 같으므로, 다음을 만족한다.On the other hand, since the total RGB coordinate value of the color enhancement image is equal to the sum of the RGB coordinate values of the brightness values I 1 , I 2 , and I 3 , the following is satisfied.
최종적으로, n번째 적외선 밝기값 Igrey_n을 이용하여 n번째 적외선 픽셀에 대해 결정된 R, G, B 컬러값은 다음과 같다.Finally, the R, G, and B color values determined for the nth infrared pixel using the nth infrared brightness value I grey_n are as follows.
GPU(140)는, 결정된 R, G, B 컬러값으로 n번째 컬러 픽셀을 완성한다(단계 224). 한편, 결정된 컬러를 보정하는 단계가 선택적으로 추가될 수 있다.
여기서, 비율 는 컬러 C1, C2, C3의 밝기값에 대한 백분율(%)이다.Where ratio Is a percentage of the brightness values of colors C 1 , C 2 , C 3 .
도 6은 도 3의 단계 220을 구현하기 위한 또 다른 실시 예를 예시적으로 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating still another embodiment for implementing
도 5a 및 5b은, 적외선 영상의 픽셀이 색도분포표의 경계에서 선택된 3개의 컬러 C1, C2, C3로 이루어진 삼각형 내의 임의의 컬러로 변환되는 실시 예인 반면, 도 6은, 적외선 영상의 픽셀이 색도분포표의 경계에 위치한 컬러로 변환되는 실시 예다. 상세하게, 사용자는, 적어도 2 이상의 컬러를 색도분포표의 경계에서 선택한다. 선택된 컬러는 적외선 밝기값 범위에 대응된다. 적외선 영상의 픽셀별 밝기값은, 선택된 컬러 사이 색도분포표의 경계상에 위치한 컬러로 변환된다. 5A and 5B illustrate an embodiment in which a pixel of an infrared image is converted into an arbitrary color within a triangle composed of three colors C 1 , C 2 , and C 3 selected at the boundary of a chromaticity distribution table, while FIG. 6 is a pixel of an infrared image. This embodiment converts the colors to be located at the boundary of the chromaticity distribution table. In detail, the user selects at least two or more colors at the boundaries of the chromaticity distribution table. The selected color corresponds to the infrared brightness value range. The pixel-by-pixel brightness value of the infrared image is converted into a color located on the boundary of the chromaticity distribution table between the selected colors.
도 6에 도시된 예를 참조하면, 3개의 컬러 C1, C2, C3가 색도분포표의 경계에서 선택된다. 컬러 C1은 적외선 밝기값 0%에 대응되고, 컬러 C2는 적외선 밝기값 50%에 대응되며, 컬러 C3는 적외선 밝기값 100%에 대응된다. 따라서, 컬러 C1부터 컬러 C2 사이 색도분포표의 경계에 위치한 컬러는 적외선 밝기값 0%부터 50%에 매핑되며, 컬러 C2부터 컬러 C3는 사이 색도분포표의 경계에 위치한 컬러는 적외선 밝기값 50%부터 100%에 매핑된다. 즉, 컬러 C1부터 컬러 C2 사이는, 예를 들어, 50개의 구간으로 분할되며, 컬러 C2부터 컬러 C3 사이는, 예를 들어, 50개의 구간으로 분할될 수 있다. n번째 적외선 밝기값 Igrey_n이 30%이면, n번째 적외선 픽셀의 컬러는 컬러 C1부터 컬러 C2 사이 30번째 구간에 속한 컬러 C4로 결정될 수 있다. 마찬가지로, m번째 적외선 밝기값 Igrey_m이 80%이면, m번째 적외선 픽셀의 컬러는 컬러 C2부터 컬러 C3 사이 30번째 구간에 속한 컬러 C5로 결정될 수 있다.Referring to the example shown in FIG. 6, three colors C 1 , C 2 and C 3 are selected at the boundary of the chromaticity distribution table. The color C 1 corresponds to the
적외선 밝기값을 이용하여 픽셀별 컬러값을 결정하는 원리는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시 예로부터 다음과 같이 정리될 수 있다.The principle of determining the color value for each pixel using the infrared brightness value can be summarized as follows from the embodiment described with reference to FIGS. 4 to 6.
첫 번째로, 임의의 컬러 픽셀을 구성하는 하나 이상의 컬러값의 합은, 예를 들어, 100%로 일정하다. 사용자는 컬러만 구분할 수 있을 뿐 미세한 빛을 구분할 수 없다. 따라서, 사용자에게 항상 실질적으로 동일한 밝기로 컬러 증강 영상을 제공하는 것이 바람직하다.First, the sum of one or more color values that make up any color pixel is, for example, constant at 100%. The user can only distinguish the color and cannot distinguish minute light. Therefore, it is desirable to always provide the user with a color enhancement image at substantially the same brightness.
두 번째로, 컬러값의 변화율은, 적외선 밝기값 Igrey의 변화율을 추종하여야 한다. 다시 말해, 적외선 밝기값 Igrey의 변화가 작으면, 컬러값의 변화 역시 작아야 하며, 적외선 밝기값 Igrey의 변화가 크면, 컬러값의 변화 역시 커야 한다. Secondly, the rate of change of the color value should follow the rate of change of the infrared brightness value I gray . In other words, if the change in the infrared brightness value I gray is small, the change in the color value should also be small. If the change in the infrared brightness value I gray is large, the change in the color value should also be large.
적외선 밝기값 Igrey의 변화가 작으면, 컬러값의 변화도 작아야 한다. 적외선 픽셀의 컬러값을 결정하기 위한 색도분포표는, 첨부된 도면에 도시된 것 이외에도 다양하게 선택할 수 있다. 임의의 색도분포표가 결정되더라도, 컬러값, 즉, 컬러 요소의 밝기값은, 선형 또는 비선형을 불문하고, 연속함수이어야 한다. 예를 들어, 도 4 내지 도 5b의 기준 밝기값 Ith 또는 도 6의 컬러 C1, C2, C3는 적외선 픽셀의 컬러값을 결정하기 위해 사용되었다. 기준 밝기값 Ith은 G 컬러값의 함수의 기울기가 바뀌는 지점이다. 이로 인해, G 컬러값은, 기준 밝기값 Ith 전후로 급격하게 변경되지 않는다. 한편, 도 6에서, 컬러 C1, C2, C3는 색도분포표의 경계를 균등 분할하는데 사용되며, 이로 인해, 가까운 두 분할 사이에서 컬러값은 급격하게 변경되지 않는다. 즉, 비슷한 적외선 밝기값은 비슷한 컬러로 변환되어야 사용자가 컬러 증강 영상내에서 사물을 인식할 수 있다.If the change in the infrared brightness value I gray is small, the change in the color value should also be small. The chromaticity distribution table for determining the color value of the infrared pixel can be variously selected in addition to those shown in the accompanying drawings. Even if any chromaticity distribution table is determined, the color value, i.e. the brightness value of the color element, should be a continuous function, whether linear or nonlinear. For example, the reference brightness value I th of FIGS. 4-5B or the colors C 1 , C 2 , C 3 of FIG. 6 were used to determine the color value of the infrared pixel. The reference brightness value I th is the point at which the slope of the function of the G color value changes. For this reason, the G color value does not change rapidly before and after the reference brightness value I th . On the other hand, in Fig. 6, colors C 1 , C 2 , and C 3 are used to equally divide the boundaries of the chromaticity distribution table, whereby the color value does not change rapidly between the two close divisions. That is, the similar infrared brightness values must be converted to similar colors so that the user can recognize the object in the color enhancement image.
한편, 적외선 밝기값 Igrey의 변화가 크면, 컬러값의 변화도 커야 한다. 적외선 밝기값 Igrey의 변화가 큰데 반해, 컬러값의 변화가 작으면, 컬러 증강 영상 내에서 사물과 그 주변의 경계가 불분명해질 수 있어서, 사용자가 사물을 인식할 수 없다. 예를 들어, n번째 적외선 픽셀의 적외선 밝기값 Igrey_n이 30%일 때(R, G, B)가(20, 30, 50)이고, m번째 적외선 픽셀의 적외선 밝기값 Igrey_m이 80%일 때(21, 29, 50)라면, 두 적외선 픽셀의 밝기값 차이는 크지만, 컬러 증강 영상에서의 차이는 크지 않다. 따라서 사용자는 두 픽셀간 차이를 거의 느끼지 못한다. On the other hand, if the change in the infrared brightness value I grey is large, the change in the color value should also be large. While the change in the infrared brightness value I gray is large, the change in the color value is small, and the boundary between the object and its surroundings may become unclear in the color enhancement image, so that the user cannot recognize the object. For example, when the infrared brightness value I grey_n of the nth infrared pixel is 30% (R, G, B) is (20, 30, 50), and the infrared brightness value I grey_m of the mth infrared pixel is 80%. At the time (21, 29, 50), the difference between the brightness values of the two infrared pixels is large, but the difference in the color enhancement image is not large. Therefore, the user hardly feels the difference between the two pixels.
도 7 및 도 8은, 적외선광 기반 시각 보조 장치의 구현 예를 도시한 도면으로, 도 7은 아이웨어에 착탈 가능한 형태로 구현된 예를 나타내며, 도 8은 평면 디스플레이가 탑재된 휴대폰으로 구현된 예를 나타낸다.7 and 8 are views illustrating an implementation example of an infrared light-based visual aid device, and FIG. 7 shows an example of a removable type in eyewear, and FIG. 8 is a mobile phone equipped with a flat panel display. For example.
적외선광 기반 시각 보조 장치는, 야간 시력을 영구적으로 상실한 사용자뿐 아니라, 개선된 야간 시력을 필요로 하는 사용자 또는 분야에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 라식이나 라섹 수술과 같은 안과적 시술을 받은 사용자는, 일시적 또는 영구적으로 야간 시력이 저하될 수 있다. 또한, 주변 밝기에 따라 확대 또는 축소되어야 동공이 야간에도 확대되지 않는 증상을 가진 사용자 역시 어두운 곳에서 사물을 식별하기 어렵다. 이러한 사용자는, 필요에 따라 적외선광 기반 시각 보조 장치를 사용함으로써, 개선된 야간 시력을 확보할 수 있다. 한편, 야간 운전시, 정상적인 야간 시력을 가지고 있더라도 전방의 사물을 인식하기 어려운 경우가 있다. 예를 들어, 가로등이 없는 도로, 안개가 짙은 도로, 또는 비가 내리는 밤에는, 정상적인 운전자 조차도 전방의 사물을 식별하기가 곤란한다. 따라서 적외선광 기반 시각 보조 장치는, 사용자가 필요에 따라 편리하게 사용할 수 있는 형태로도 구현될 수 있다.Infrared light-based vision aids may be applied to users or fields requiring improved night vision, as well as users who permanently lost night vision. For example, a user who has undergone an ophthalmic procedure, such as LASIK or LASEK surgery, may experience decreased night vision temporarily or permanently. In addition, the user having a symptom that the pupil is not enlarged even at night due to enlargement or reduction according to the ambient brightness is difficult to identify an object in a dark place. Such a user can obtain improved night vision by using an infrared light-based visual aid as needed. On the other hand, when driving at night, even if you have a normal night vision, it may be difficult to recognize the object in front. For example, roads without street lamps, foggy roads, or rainy nights, it is difficult for even a normal driver to identify things in front of them. Therefore, the infrared light-based visual aid may be implemented in a form that a user can conveniently use as needed.
도 7을 참조하면, 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는, 하우징(11)및 아이웨어(30)에 착탈 가능하게 결합되는 결합부재(12)를 포함한다. 하우징(11)은, 전면에 배치되며 적외선광을 조사하는 적외선 광원(110), 전면에 배치되며 렌즈가 외부로 노출된 적외선 카메라(120), 적외선 영상(21)을 컬러 증강 영상(22)으로 변환하는 GPU(140), 및 컬러 증강 영상(22)을 표시하는 컬러 증강 영상 표시장치(130)를 내장한다. 결합부재(12)는, 예를 들어, 하우징(11)에 결합된 클립일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 안경과 같은 아이웨어(30)의 광학 요소(31)는 투명하기 때문에, 컬러 증강 영상(22)이 광학 요소(31)의 일 면에 표시되지 않을 수 있다. 따라서 컬러 증강 영상 표시장치(130)는, 컬러 증강 영상(22)을 사용자의 눈에 투영면을 거치지 않고 직접 조사할 수 있다. Referring to FIG. 7, the infrared light-based
한편, 도 8을 참조하면, 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는, 컬러 증강 영상(22)을 휴대폰(40)을 통해 표시하거나, 휴대폰(40)에 결합된 형태로 구현될 수 있다. 이 형태에서, 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는 컬러 증강 영상 표시장치(130)를 내장하지 않을 수 있다. 컬러 증강 영상(22)을 휴대폰(40)을 통해 표시하기 위해서, 적외선광 기반 시각 보조 장치(10)는 아이웨어(30)에 일체화되거나 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 휴대폰(40)에 결합된 경우, 휴대폰(40)은, 적외선 광원 및 적외선 카메라를 내장하며, 휴대폰(40)의 AP(Application Processor)가 GPU의 역할을 할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 8, the infrared light-based
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .
Claims (7)
상기 사물에 반사된 적외선광을 검출하며, 적외선 밝기값을 갖는 복수의 적외선 픽셀로 구성된 단색 적외선 영상을 생성하는 적외선 카메라;
상기 적외선 밝기값의 범위 내에서 상기 적외선 밝기값은 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값에 대응하며, 상기 적외선 픽셀별로 상기 적외선 밝기값에 대응하는 상기 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값을 결정하여 컬러 픽셀을 생성하는 그래픽 프로세싱 유닛; 및
복수의 상기 컬러 픽셀로 구성된 컬러 증강 영상을 표시하는 컬러 증강 영상 표시장치를 포함하되,
결정된 컬러 요소의 밝기값의 합은 모든 컬러 픽셀에서 동일한 적외선광 기반 시각 보조 장치.An infrared light source for irradiating infrared light toward an object located in front;
An infrared camera which detects infrared light reflected by the object and generates a monochromatic infrared image composed of a plurality of infrared pixels having an infrared brightness value;
Within the range of the infrared brightness value, the infrared brightness value corresponds to the brightness value of two or more color elements, and determines the brightness value of the two or more color elements corresponding to the infrared brightness value for each infrared pixel to generate color pixels. A graphics processing unit; And
Including a color augmented image display device for displaying a color augmented image consisting of a plurality of the color pixels,
The sum of the brightness values of the determined color elements is the same for all color pixels.
상기 사물에 반사된 적외선광을 검출하며, 적외선 밝기값을 갖는 복수의 적외선 픽셀로 구성된 단색 적외선 영상을 생성하는 적외선 카메라;
상기 적외선 밝기값의 범위 내에서 상기 적외선 밝기값은 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값에 대응하며, 상기 적외선 픽셀별로 상기 적외선 밝기값에 대응하는 상기 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값을 결정하여 컬러 픽셀을 생성하는 그래픽 프로세싱 유닛; 및
복수의 상기 컬러 픽셀로 구성된 컬러 증강 영상을 표시하는 컬러 증강 영상 표시장치를 포함하되,
상기 적외선 밝기값에 대응하는 상기 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값은, 컬러 요소의 밝기값의 합이 경계 전체에 걸쳐 동일하도록 구성된 색도분포표를 이용하여 결정되는 적외선광 기반 시각 보조 장치.An infrared light source for irradiating infrared light toward an object located in front;
An infrared camera which detects infrared light reflected by the object and generates a monochromatic infrared image composed of a plurality of infrared pixels having an infrared brightness value;
Within the range of the infrared brightness value, the infrared brightness value corresponds to the brightness value of two or more color elements, and determines the brightness value of the two or more color elements corresponding to the infrared brightness value for each infrared pixel to generate color pixels. A graphics processing unit; And
Including a color augmented image display device for displaying a color augmented image consisting of a plurality of the color pixels,
The brightness value of the at least two color elements corresponding to the infrared brightness value is determined using a chromaticity distribution table configured such that the sum of the brightness values of the color elements is equal across the boundary.
상기 적외선 픽셀은 상기 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값이 기록되는 둘 이상의 필드를 포함하고, 상기 적외선 밝기값은 상기 둘 이상의 필드에 기록된 컬러 요소의 밝기값의 평균이며,
상기 컬러 픽셀은, 결정된 둘 이상의 컬러 요소의 밝기값을 상기 둘 이상의 필드에 기록하여 생성되는 적외선광 기반 시각 보조 장치.The method according to claim 1 or 2,
The infrared pixel includes two or more fields in which the brightness values of the two or more color elements are recorded, the infrared brightness value is an average of the brightness values of the color elements recorded in the two or more fields,
And the color pixel is generated by recording brightness values of two or more determined color elements in the two or more fields.
Priority Applications (1)
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KR1020180108136A KR102087720B1 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | Infrared light based Vision device |
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KR1020180108136A KR102087720B1 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | Infrared light based Vision device |
Publications (1)
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KR102087720B1 true KR102087720B1 (en) | 2020-03-11 |
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ID=69809670
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
KR20120049241A (en) * | 2009-07-30 | 2012-05-16 | 야스시 나가무네 | Image capturing device and image capturing method |
KR20130126623A (en) * | 2010-11-18 | 2013-11-20 | 마이크로소프트 코포레이션 | Automatic focus improvement for augmented reality displays |
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2018
- 2018-09-11 KR KR1020180108136A patent/KR102087720B1/en active IP Right Grant
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