KR102212773B1 - 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법에 관한 것으로, 영상감시장치를 통해 사람의 체온을 측정할 수 있도록 함으로써, 질병으로 인해 체온이 상승한 사람을 감지할 수 있도록 하여, 감염의 위험없이 원격에서도 안전하게 영상감시장치로 체온측정과 영상감시를 동시에 수행할 수 있는 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법{APPARATUS FOR VIDEO SURVEILLANCE INTEGRATED WITH BODY TEMPERATURE MEASUREMENT AND METHOD THEREOF}
본 발명은 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상감시장치를 통해 사람의 체온을 측정할 수 있도록 함으로써, 체온이 정상범위 이상으로 상승한 사람을 감지할 수 있도록 하여, 고열인 사람과 직접적으로 접촉하지 않고 원격에서도 안전하게 영상감시장치로 체온측정과 영상감시를 동시에 수행할 수 있는 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 고화질의 영상을 획득할 수 있는 카메라가 개발되면서, 유동인구가 많은 공항, 지하철 등과 같은 다수의 장소에 카메라를 설치하여, 상기 카메라를 통해 촬영한 영상을 이용하여 해당 장소에 대한 사고나 범죄의 발생을 모니터링하는 영상감시장치가 보급화되고 있다.
이러한 영상감시장치는, 복수의 현장에 각각 설치되는 CCTV 등과 같은 카메라에서 촬영한 영상을 수집하여, 상기 현장에서 발생될 수 있는 사고나 범죄 등으로 인한 피해를 방지할 수 있는 장점이 있다.
한편, 최근 지구 온난화 등과 같은 환경적인 요인으로 인해 다양한 질병이 자주 발생되면서, 유동인구가 많은 장소에서 원격으로 사람의 체온을 측정하여 신속하게 격리할 수 있도록 하는 체온 측정 장치의 필요성이 점점 부각되고 있다.
일반적으로 질병이 발생되는 경우, 지자체나 정부에서 상기 유동인구가 많은 장소에 현장요원을 배치하여 온도계를 통해 사람에 대한 체온을 측정하는 방식이 대부분이다.
이는 상기 현장요원이 체온 측정 대상자와 직접적으로 대면하여 상기 체온을 측정하기 때문에, 상기 체온 측정 대상자가 질병에 걸린 경우, 상기 현장요원으로 옮을 수 있는 치명적인 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는, 열화상 카메라를 이용하여 사람의 체온을 감지하는 방식이 적용되고 있으나, 이러한 방식은 단순히 상기 열화상 카메라를 통해 획득한 열 분포만을 표시하기 때문에 정확하게 사람의 체온을 측정하지 못하는 문제점이 있다.
따라서 영상감시장치를 통해 사람의 체온을 정확하게 측정할 수 있도록 하면, 상기 질병에 옮을 위험 없이 원격에서 사람의 체온을 확인하는 것과 영상감시를 동시에 수행할 수 있을 것이다.
이에 따라 본 발명에서는, 광학영상 카메라와 열화상 카메라를 동시에 구비하여 상기 열화상 카메라를 통해 획득되는 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 토대로 상기 열화상을 사람의 체온으로 환산하고, 상기 광학영상 카메라를 통해 획득한 광학영상과 상기 열화상 카메라를 통해 획득한 열화상을 공간적으로 매칭시켜, 상기 광학영상의 피사체에 대한 열 발생 부위에 상기 열화상을 오버랩하여, 상기 환산한 체온을 함께 표시하여 제공함으로써, 실제 신체부위에서 발생하는 열과 체온을 즉각적으로 인식할 수 있도록 하는 영상감시장치를 제안하고자 한다.
또한 본 발명은, 상기 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 저장하고 있으면서, 실제 측정한 체온을 토대로 상기 매핑관계를 지속적으로 교정하여, 상기 영상감시장치에서 정밀한 체온을 측정할 수 있도록 하는 것을 포함한다.
다음으로 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.
먼저 한국등록특허 제1420200호(2014.07.10.)는 열화상 카메라를 이용한 체온 감지 시스템에 관한 것으로, 병실 및 중환자실 등에 열화상 카메라를 설치하고, 상기 열화상 카메라를 통해 환자를 실시간으로 촬영하여, 상기 촬영된 영상에서 특정 부위에 대한 환자의 체온을 감지할 수 있도록 하는 열화상 카메라를 이용한 체온 감지 시스템에 관한 것이다.
즉, 상기 선행기술은 상기 열화상 카메라에서 촬영한 열화상에서 얼굴영역에 대한 체온을 감지하는 것일 뿐, 본원발명에서 기재하고 있는 광학영상과 열화상을 오버랩하여 표시하는 것도 아니며, 상기 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계에 따라 상기 열화상을 사람의 체온으로 환산하여 상기 광학영상에 표시하는 방법 또한 기재되어 있지 않아 상기 선행기술과 본 발명은 현저한 차이점이 있다.
또한 한국공개특허 제2016-0015785호(2016.02.15.)는 비접촉 체온 측정 시 정확도를 향상시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 스마트폰과 같은 전자장치에 피사체의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 구비하여, 상기 전자장치에 구비되는 카메라 모듈을 통해 촬영한 상기 피사체 대한 초점 정합 여부를 확인하여, 상기 초점 정합 여부를 확인한 결과 초점이 정합되는 시점에서 상기 온도 센서를 통해 출력된 온도는 상기 피사체의 온도로 결정하는 비접촉 체온 측정 시 정확도를 향상시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 상기 선행기술은 전자장치에 구비되는 온도 센서를 통해 피사체의 체온을 측정하기 위한 것으로, 결국 다른 사람이 상기 피사체의 체온을 측정하기 위해서는 직접적으로 대면하여 상기 체온을 측정해야 되므로, 상기 피사체가 질병을 앓고 있는 경우 상기 질병이 다른 사람으로 옮을 수 있는 문제점이 있다.
반면에 본 발명은, 광학영상 카메라와 열화상 카메라를 포함하도록 영상감시장치를 구성하고, 열화상의 픽셀값과 사람의 체온 사이의 매핑관계를 구비하고 있으면서 상기 매핑관계를 토대로 상기 열화상 카메라를 통해 획득되는 열화상을 사람의 체온으로 환산하여, 상기 광학영상 카메라를 통해 획득한 광학영상에 피사체에 대한 열 발생 부위에 상기 획득한 열화상과 상기 환산한 체온을 오버랩하여 제공함으로써, 상기 피사체에 대한 체온을 시각적이고 즉각적으로 인식할 수 있도록 하는 것으로, 상기 선행기술은 이러한 본 발명의 기술적 특징을 기재하거나 시사 혹은 암시도 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 영상감시장치를 광학영상 카메라와 열화상 카메라를 통합하여 구성하여, 상기 열화상 카메라에서 획득한 열화상을 통한 체온측정과 상기 광학영상 카메라를 통해 획득한 광확영상에 상기 획득할 열화상과 상기 체온측정결과를 오버랩하여 제공하여, 원격에서 체온이 상승한 사람에 대한 감시와 영상감시를 동시에 수행할 수 있도록 하는 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 광학영상 카메라를 통해 획득한 광학영상과, 열화상 카메라를 통해 획득한 열화상을 공간적으로 매칭시켜, 상기 광학영상에 피사체의 열 발생 부위에 대한 열화상을 오버랩하고, 상기 열화상을 토대로 측정한 체온을 함께 표시하여 제공함으로써, 실제 신체부위에서 발생하는 열의 값을 즉각적으로 인식할 수 있도록 하는 영상감시장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 획득한 열화상으로부터 체온을 측정하기 위해, 열화상의 픽셀값과 사람의 체온간의 매핑관계를 저장하고 있으면서, 상기 매핑관계에 따라 상기 열화상 카메라로 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여, 상기 광학영상에 피사체의 열 발생 부위에 대한 상기 환산한 체온을 표시하여 디스플레이하는 영상감시장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 실제 사람의 체온을 측정한 결과에 따라 상기 매핑관계를 지속적으로 교정하여, 상기 열화상을 정밀한 체온으로 환산할 수 있도록 하는 영상감시장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 열화상 카메라에서 획득한 열화상의 픽셀값을 개별적으로 증폭하여, 전체 픽셀값을 평균하거나 중간값을 도출하여, 상기 매핑관계에 따라 열 발생 부위에 대한 체온으로 환산함으로써, 정밀한 체온을 측정하는 것이 가능한 영상감시장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치는, 광학영상을 촬영하기 위한 광학영상 카메라, 열화상을 촬영하기 위한 열화상 카메라 및 상기 열화상 카메라를 통해 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 촬영한 광학영상에 포함된 체온을 측정하는 열화상 체온 변환부를 포함하며, 상기 광학영상 카메라를 통해 촬영한 광학영상에, 상기 촬영한 열화상 및 상기 측정한 체온을 오버랩한 매칭영상을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 영상감시장치는, 상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상을 서로 공간적으로 매칭하여, 열이 발생한 상기 사람의 신체부위에 해당하는 열화상 영역과 상기 변환한 체온을 오버랩하여 매칭영상을 생성하는 광학영상 열화상 매칭부를 더 포함하며, 상기 공간적으로 매칭하는 것은, 상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상에서 동일한 영역을 나타내는 적어도 하나 이상의 광학영상의 픽셀에 대한 좌표와 상기 열화상의 픽셀에 대한 좌표를 각각 매칭한 매칭정보를 토대로 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열화상 체온 변환부는, 상기 촬영한 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하는 상기 촬영한 열화상에서 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 컷아웃하여 추출하고, 사전에 저장한 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 설정한 매핑테이블을 참조하여, 상기 참조한 매핑테이블에 따라 상기 추출한 열화상 영역에 대한 체온을 측정하며, 상기 매칭영상은, 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 상기 열화상에서 추출한 적어도 하나 이상의 열화상 영역과 상기 측정한 체온을 같이 표시하여 오버랩함으로써, 생성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열화상 체온 변환부는, 상기 추출한 열화상 영역에 대한 체온을 측정할 때, 사전에 설정한 열화상의 픽셀값의 범위에 따른 증폭비율에 따라 상기 추출한 열화상 영역에 대한 복수의 열화상의 픽셀값을 개별적으로 증폭하여, 사전에 설정한 임계범위 내의 픽셀값을 가지는 상기 증폭한 열화상의 복수의 픽셀값에 대한 평균값 또는 중간값을 도출하고, 상기 참조한 매핑테이블에 따라 상기 도출한 평균값 또는 중간값을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 체온을 정밀하게 측정하는 것이 가능하도록 하며, 상기 매핑관계는, 상기 열화상 영역에 대하여 측정한 체온과 실제 측정한 체온과 비교하여, 비교한 결과에 따라 지속적으로 교정되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 영상감시장치는, 복수의 서로 다른 장소에 각각 설치되어 상기 생성한 매칭영상을 관제서버로 각각 전송하여, 상기 관제서버에서, 상기 매칭영상을 생성한 장소와 시간의 관계를 연동하여 질병에 대한 지속여부와 상기 질병의 확산을 감지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시방법은, 광학영상 카메라를 통해 촬영한 광학영상을 획득하는 단계, 열화상 카메라를 통해 촬영한 열화상을 획득하는 단계 및 상기 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 촬영한 광학영상에 포함된 사람의 체온을 측정하는 열화상 체온 변환 단계를 포함하며, 상기 촬영한 광학영상에, 상기 촬영한 열화상 및 상기 측정한 체온을 오버랩한 매칭영상을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 영상감시방법은, 상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상을 서로 공간적으로 매칭하여, 열이 발생한 상기 사람의 신체부위에 해당하는 열화상 영역과 상기 변환한 체온을 오버랩하여 매칭영상을 생성하는 광학영상 열화상 매칭 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열화상 체온 변환 단계는, 상기 촬영한 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하는 상기 촬영한 열화상에서 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 컷아웃하여 추출하고, 사전에 저장한 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 설정한 매핑테이블을 참조하여, 상기 참조한 매핑테이블에 따라 상기 추출한 열화상 영역에 대한 체온을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열화상 체온 변환 단계는, 상기 추출한 열화상 영역에 대한 체온을 측정할 때, 사전에 설정한 열화상의 픽셀값의 범위에 따른 증폭비율에 따라 상기 추출한 열화상 영역에 대한 복수의 열화상의 픽셀값을 개별적으로 증폭하여, 사전에 설정한 임계범위 내의 픽셀값을 가지는 상기 증폭한 열화상의 복수의 픽셀값에 대한 평균값 또는 중간값을 도출하고, 상기 참조한 매핑테이블에 따라 상기 도출한 평균값 또는 중간값을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 체온을 정밀하게 측정하는 것이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 영상감시방법은, 복수의 서로 다른 장소에서 상기 매칭영상을 생성하여, 관제서버로 각각 전송하며, 상기 관제서버에서, 상기 수신한 매칭영상을 생성한 장소와 시간의 관계를 연동하여 질병에 대한 지속여부와 상기 질병의 확산을 감지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명의 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법은, 광학영상 카메라와 열화상 카메라를 통합하여 구성하고, 상기 열화상 카메라를 통해 획득한 열화상을 토대로 피사체(사람)의 체온을 정확하게 측정하고, 상기 광학영상 카메라를 통해 획득한 광학영상에서, 상기 피사체의 열 발생 부위에 상기 획득한 열화상과 상기 측정한 체온을 오버랩하여 제공함으로써, 질병으로 인해 체온이 상승한 사람을 즉각적으로 인식할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법을 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학영상과 열화상을 매칭한 매칭영상을 생성하는 체온측정을 겸비한 영상감시장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매칭영상을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치를 이용하여 체온측정을 통한 영상감시 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치 및 그 방법을 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치(100)(이하, 영상감시장치라 칭함)는, 공항, 항만, 병원, 공공장소 등과 같이 유동인구가 많은 다양한 장소(현장)에 각각 설치되며, 사람에 대한 체온을 측정하는 것이 가능하도록 구현되어, 원격에서도 안전하게 체온측정과 영상감시를 동시에 수행할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 이를 통해 질병으로 인한 사람의 체온 상승을 원격에서 안전하게 확인할 수 있도록 한다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 현장을 촬영하여 광학영상을 획득하기 위한 광학영상 카메라(110)와 상기 현장을 촬영하여 열화상을 회득하기 위한 열화상 카메라(120)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 광학영상 카메라(110)는, CCD(Charge Couple Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구성되는 이미지 센서 어레이로 구성되며, 상기 현장을 촬영한 광학영상을 획득하는 기능을 수행한다.
또한 상기 열화상 카메라(120)는, 디지털 온도 센서 어레이(Digital Thermopile Array)구성되며, 상기 현장에서 이동하는 객체(즉, 사람)로부터 방사되는 열적외선을 감지하여, 상기 감지한 열적외선의 파장에 따라 온도값을 계산함으로써, 상기 현장의 온도분포에 대한 영상을 출력함으로써, 상기 현장을 촬영한 열화상을 획득하는 기능을 수행한다.
또한 상기 광학영상 카메라(110)와 상기 열화상 카메라(120)는, 촬영 방향과 화각이 동기화되어 상기 영상감시장치(100)에 구비된다.
또한 상기 광학영상 카메라(110)와 상기 열화상 카메라(120)는 상호 공간적으로 매칭하기 위한 매칭정보가 사전에 설정되어 저장된다.
상기 매칭정보는, 상기 광학영상 카메라(110)를 통해 촬영한 광학영상의 픽셀과 상기 열화상 카메라(120)를 통해 촬영한 열화상의 각 픽셀의 규모에 대한 비율에 따라 상기 광학영상을 구성하는 픽셀을 기준으로, 상기 광학영상을 구성하는 적어도 하나 이상의 픽셀이 나타내는 현장의 특정 영역과 동일한 영역을 나타내는 상기 열화상을 구성하는 픽셀에 대한 좌표를 각각 매칭한 정보이다.
즉, 상기 매칭정보는, 상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상에서 동일한 영역을 나타내는 적어도 하나 이상의 광학영상의 픽셀에 대한 좌표와 상기 열화상의 픽셀에 대한 좌표를 각각 매칭한 정보인 것이다.
예를 들어, 상기 광학영상에 대한 픽셀의 규모(해상도)가 2048 x 2048 이고, 상기 열화상에 대한 픽셀의 규모가 512 x 512인 경우, 상기 픽셀에 대한 비율이 4:1이므로, 동일한 영역을 나타내는 상기 광학영상에 대한 4개의 픽셀에 대한 좌표와 상기 열화상에 대한 1개의 픽셀에 대한 좌표를 각각 매칭하여, 상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상을 공간적으로 매칭하기 위한 매칭정보를 구성하는 것이다. 이러한 매칭정보는 메모리에 저장된다.
즉, 상기 광학영상 카메라(110)를 구성하는 이미지 센서 어레이의 규모와 사익 열화상 카메라(120)를 구성하는 디지털 온도 센서 어레이의 규모에 따라 상기 광학영상의 각 픽셀과 상기 열화상의 각 픽셀이 현장의 동일한 부분을 커버링하도록 사전에 설정한 매칭정보에 따라 상기 광학영상과 상기 열화상을 공간적으로 매칭하는 것이 가능하게 된다. 이를 통해, 상기 촬영한 열화상의 특정 영역이 상기 촬영한 광학영상과 대응하는 상기 특정 영역에 대한 위치를 쉽게 알 수 있다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 열화상을 토대로 상기 광학영상에서 인신한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 측정하는 기능을 수행한다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 열화상의 각 픽셀값을 평균한 평균값, 중간값을 도출하고, 사전에 저장한 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 나타내는 매핑테이블을 참조하여, 상기 평균값 또는 중간값을 사람의 체온으로 환산함으로써, 상기 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 측정한다.
한편, 상기 열화상을 토대로 상기 사람에 대한 체온을 측정할 때, 사람이 가질 수 있는 체온의 범위(예: 최도 30도 내지 최고 45도)에서 사람의 체온을 측정하는 것이 바람직하다. 그러나 열화상 카메라(120)는 현장에서 방사되는 미세한 열적외선을 감지하여 열화상을 획득하기 때문에 상기 열화상을 구성하는 각 픽셀을 토대로 사람의 체온을 측정하는 것은 매우 어렵다.
따라서 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 열화상으로부터 사람의 체온을 정밀하게 측정하기 위해, 상기 열화상을 구성하는 복수의 픽셀에 대해서, 사전에 설정한 픽셀값의 범위에 따른 증폭비율에 따라 상기 열화상의 각 픽셀을 개별적으로 증폭하여, 사전에 설정한 임계범위 내에 값을 가지는 상기 증폭한 열화상의 전체 픽셀값에 대한 평균값 또는 중간값을 도출하고, 상기 매핑테이블에 따라 상기 도출한 평균값 또는 중간값을 체온으로 환산함으로써, 정밀한 체온을 측정할 수 있도록 한다.
즉, 상기 영상감시장치(100)는, 상기 열화상을 구성하는 각각의 픽셀에 대한 증폭을 통해 체온 측정에 필요한 픽셀값(체온 범위)의 범위를 가지는 영역과, 체온 측정에 필요하지 않는 픽셀값(체온 범위 외)의 범위를 가지는 영역을 간편하게 구분하여 정확한 체온을 측정할 수 있도록 하는 것이다.
한편, 상기 열화상에서 열의 발생이 감지된 영역에 대한 각각의 픽셀은, 동일하거나 유사한 픽셀값을 가지는 것이 일반적이다. 이때, 상기 열화상에서 열의 발생이 감지된 영역의 특정 픽셀에서 노이즈와 같은 다양한 요인으로 인해 인접한 픽셀의 픽셀값과 동일하거나 유사하지 않고 완전히 다른 픽셀값을 가지는 경우가 발생할 수 있다. 이는, 상기 열화상을 토대로 체온을 측정할 때 정확한 체온을 측정하지 못하는 문제점이 발생한다.
따라서 본 발명의 상기 영상감시장치(100)는, 상기 열의 발생이 감지된 영역에서 특정 픽셀의 픽셀값이 사전에 설정한 임계값에 따라 인접한 픽셀값보다 높은 픽셀값을 가지거나 낮은 픽셀값을 가지는 경우, 상기 특정 픽셀의 픽셀값을 상기 특정 픽셀에 인접한 적어도 하나 이상의 픽셀의 픽셀값에 대한 평균값 또는 중간값으로 대체하는 열화상 픽셀 보정을 수행한 후, 상기 증폭을 수행함으로써, 상기 체온을 정확하게 측정할 수 있도록 한다. 상기 체온을 측정하는 과정에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
한편 상기 증폭 및 체온을 측정하는 것은, 상기 촬영한 광학영상으로부터 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 사람 영역에 대응하는 상기 촬영한 열화상의 영역에 대해 수행된다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람 영역에 대응하는 상기 촬영한 열화상에서 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 컷아웃하여, 추출한다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 광학영상 카메라(110)를 통해 촬영한 광학영상과 상기 열화상 카메라(120)를 통해 촬영한 열화상을 상기 매칭정보에 따라 매칭하여, 피사체(즉, 상기 인식한 사람)의 열 발생 부위에 대한 열화상과 상기 환산하여 측정한 상기 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 동시에 오버랩한 매칭영상을 생성한다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 영상감시장치(100)에 구비되거나, 상기 영상감시장치(100)와 연결된 디스플레이에 디스플레이함으로써, 상기 생성한 매칭영상을 제공하여, 상기 현장에 배치된 현장요원이 실제 사람의 신체부위에서 발생하는 열의 분포와 상기 실제 사람에 대한 체온을 시각적이고 즉각적으로 인식할 수 있도록 한다.
이때, 상기 영상감시장치(100)는, 상기 체온을 측정한 결과에 따라 정상적인 체온의 범위를 초과하는 사람의 존재하는 경우, 해당 사람에 대해 측정한 체온을 사전에 설정한 색깔(예: 빨간색)로 오버랩하여 상기 생성한 매칭영상을 디스플레이하고 상기 정상적인 체온의 범위를 초과하는 사람의 존재를 알리는 알림음을 동시에 출력하는 것도 가능하다.
또한 상기 열화상 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 매핑한 매핑테이블은, 상기 열화상으로부터 체온을 측정한 결과와 실제 온도계를 통해 실제 측정한 체온에 따라 지속적으로 교정되어, 상기 열화상으로부터 더욱더 정밀한 체온을 측정할 수 있도록 한다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 복수의 서로 다른 현장(즉, 장소)에 설치되어, 서로 다른 시간에 상기 체온측정을 수행하여, 상기 매칭영상을 생성한다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 네트워크를 통해 관제서버(200)와 연결되며, 상기 생성한 매칭영상을 상기 관제서버(200)로 제공하여, 상기 관제서버(200)에서 상기 제공받은 매칭영상을 데이터베이스(400)에 저장하고, 상기 제공받은 매칭영상을 통해 상기 현장에 대한 영상감시를 수행할 수 있도록 한다.
이때, 상기 관제서버(200)는, 상기 매칭영상을 토대로 상기 체온측정에 대한 시간과 장소의 관계를 연동하여 분석함으로써, 질병에 대한 지속여부와 상기 질병의 확산을 감지한다.
즉, 상기 관제서버(200)는, 상기 다양한 장소에 각각 설치되는 상기 영상감시장치(100)로부터 상기 매칭영상을 수신하여, 상기 각 장소 및 시간에 따라 정상범위의 체온을 벗어나 열이 발생한 사람의 수에 대한 증감여부를 지속적으로 분석하여, 상기 질병에 대한 지속여부와 확산을 감지하는 것이다.
또한 상기 관제서버(200)는, 상기 감지한 결과를 관리자 단말(300)로 제공하여, 상기 질병에 대한 분석결과를 확인할 수 있도록 한다.
여기서, 상기 관리자 단말(300)은, 상기 영상감시장치(100), 상기 관제서버(200) 또는 이들의 조합을 관리하는 관리자가 구비한 스마트폰, 데스크톱 PC 등과 같은 다양한 형태의 유무선 통신단말을 의미한다.
상기에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 영상감시장치(100)는, 광학영상 카메라(110)와 열화상 카메라(120)를 동시에 구비하고 있으면서, 상기 열화상 카메라(120)를 통해 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 광학영상 카메라(110)를 통해 촬영한 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 정확하게 측정하고, 상기 광학영상과 상기 열화상을 서로 공간적으로 매칭하여, 상기 광학영상에 열이 발생한 신체부위에 해당하는 열화상과 상기 측정한 체온을 오버랩하여 제공함으로써, 상기 영상감시장치(100)가 구비된 장소에서 질병으로 인해 체온이 상승한 사람을 즉각적으로 인식하여 격리시킬 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학영상과 열화상을 매칭한 매칭영상을 생성하는 체온측정을 겸비한 영상감시장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치(100)는, 광학영상을 획득하기 위한 광학영상 카메라(110)와 열화상을 획득하기 위한 열화상 카메라(120)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 열화상 카메라(120)를 통해 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 촬영한 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 피사체(사람)에 대한 체온을 측정하고, 상기 촬영한 광학영상과 열화상을 서로 공간적으로 매칭하여, 상기 촬영한 광학영상에 열이 발생한 사람의 신체부위에 해당하는 열화상 및 상기 측정한 체온을 오버랩하여 표시하여 제공하는 기능을 수행한다.
한편, 상기 광학영상 카메라(110)와 상기 열화상 카메라(120)는, 촬영 방향과 화각이 동기화되어 있으며, 상기 광학영상 카메라(110) 및 상기 열화상 카메라(120)를 통해 촬영한 광학영상 및 열화상의 해상도(즉, 픽셀의 규모)에 따라 상기 광학영상과 열화상을 공간적으로 매칭하기 위한 매칭정보가 메모리(180)에 저장된다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 광학영상으로부터, 상기 촬영한 광학영상에 포함된 적어도 하나 이상의 사람을 인식한다.
이때, 상기 사람을 인식하는 것은, DCNN(Deep Convolutional Neural Network) 등과 같은 학습네트워크를 통해 사람의 얼굴, 팔, 다리, 몸체 등을 포함하여 사람의 신체에 대한 복수의 특징점을 학습하여 생성한 학습모델에 상기 촬영한 광학영상을 적용함으로써, 수행된다. 이때, 상기 학습모델은, 상기 관제서버(200)에서 생성되며, 상기 관제서버(200)는, 상기 생성한 학습모델을 상기 영상감시장치(100)로 전송하여, 상기 각 영상감시장치(100)에서 상기 촬영한 광학영상으로부터 적어도 하나 이상의 사람을 인식할 수 있도록 한다. 다만, 본 발명에서는 이에 한정하지 않으며, 영상으로부터 사람을 인식하기 위한 다양한 객체인식방법을 통해 상기 촬영한 광학영상에서 적어도 하나 이상의 사람을 인식할 수 있도록 구현될 수 있다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로서, 상기 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 각각 측정하는 기능을 수행한다. 이를 위해 우선적으로, 상기 영상감시장치(100)는, 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하는 열화상 영역을 추출한다.
상기 열화상 영역을 추출하는 것은, 상기 저장한 매칭정보에 따라 상기 광학영상에서 상기 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역을 구성하는 광학영상의 복수의 픽셀과 매칭되는 상기 열화상을 구성하는 복수의 픽셀을 선택하여, 상기 선택한 열화상을 구성하는 복수의 픽셀로 구성되는 열화상 영역을 컷아웃함으로써, 수행된다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 추출한 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 각각 측정한다.
상기 체온을 측정할 때, 상기 영상감시장치(100)는, 사전에 설정한 열화상의 픽셀값에 대한 범위에 따른 증폭비율에 따라 상기 추출한 적어도 하나 이상의 열화상 영역에 대한 각각의 픽셀을 개별적으로 증폭하여, 사전에 설정한 임계범위 내의 값을 가지는 상기 증폭한 열화상의 픽셀값에 대한 평균값 또는 중간값을 도출한다.
이후, 상기 영상감시장치(100)는, 메모리(180)로부터 사전에 저장한 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 설정한 매핑테이블을 로딩하고, 상기 로딩한 매핑테이블을 참조하여, 상기 도출한 평균값 또는 중간값을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 측정한다.
이때, 상기 영상감시장치(100)는, 상기 추출한 열화상을 구성하는 복수의 픽셀에서 사전에 설정한 임계값에 따라 인접한 픽셀값보다 높은 픽셀값을 가지거나 낮은 픽셀값을 가지는 특정 픽셀이 존재하는 경우, 상기 특정 픽셀에 대한 열화상 픽셀 보정을 수행하여, 상기 증폭을 수행한다. 상기 열화상 픽셀 보정을 수행하는 것을 도 1을 참조하여 설명하였으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상을 공간적으로 매칭하여, 상기 광학영상에, 상기 광학영상에 포함된 적어도 하나 이상의 사람에서 열이 발생한 신체부위에 해당하는 열화상과 상기 측정한 체온을 함께 오버랩한 매칭영상을 생성하여, 상기 생성한 매칭영상을 디스플레이한다.
이때, 매칭영상은, 상기 메모리(180)에 저장한 매칭정보에 따라 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하여 상기 추출한 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 오버랩하고 이와 동시에 각 사람에 대해 측정한 체온을 오버랩함으로써, 생성된다.
이를 통해, 상기 영상감시장치(100)는, 상기 광학영상에서 열이 발생한 사람의 신체부위와, 체온을 시각적으로 표시하여, 현장요원이 이를 즉각적으로 인식할 수 있도록 한다.
이때, 상기 오버랩하여 생성한 매칭영상의 배경은, 상기 광학영상으로 설정되며, 상기 오버랩되는 열화상 영역과 상기 측정한 체온은, 상기 매칭영상의 전경으로 설정된다.
또한 상기 광학영상에 상기 추출한 열화상 영역을 오버랩할 때, 상기 광학영상의 픽셀값과 이에 대응하는 상기 열화상 영역의 픽셀값에 대한 중간값을 계산하여, 상기 추출한 열화상 영역이 오버랩되는 상기 광학영상의 픽셀값을 상기 계산한 중간값으로 적용함으로써, 추출한 열화상 영역이 이에 해당하는 광학영상의 영역에 오버랩되도록 한다. 또한 상기 측정한 체온은, 사전에 설정한 색깔로 상기 광학영상에 오버랩된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매칭영상을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상감시장치(100)는, 광학영상 카메라(110)를 통해 촬영한 광학영상과 열화상 카메라(120)를 통해 촬영한 열화상을 공간적으로 매칭하여, 상기 광학영상에 열이 발생한 사람의 신체부위와 상기 촬영상 열화상을 토대로 측정한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 오버랩한 매칭영상을 생성한다.
또한 상기 영상감시장치(100)는 상기 촬영한 광학영상으로부터 적어도 하나 이상의 사람을 인식하여, 상기 촬영한 열화상으로부터 상기 인식한 사람의 영역에 대응하는 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 컷아웃함으로써, 상기 인식한 사람의 영역에 해당하는 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 추출한다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 사전에 저장한 열화상 픽셀과 사람의 체온간의 매핑관계를 설정한 매핑테이블을 토대로 상기 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 측정한다.
또한 상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상을 공간적으로 매칭하여 매칭영상을 생성하는 것은, 사전에 저장한 매칭정보를 토대로 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하는 상기 촬영한 열화상으로부터 추출한 적어도 하나 이상의 열화상 영역을, 상기 광학영상에서 상기 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 오버랩하고 이와 동시에 상기 측정한 체온을 오버랩함으로써, 수행된다.
한편, 상기 체온을 측정하는 것과, 상기 오버랩하는 것은, 도 2를 참조하여 설명하였으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이때, 광학영상 카메라(110)의 프레임 레이트와 상기 열화상 카메라(120)의 프레임 레이트가 상이한 경우, 상기 광학영상 카메라(110)의 프레임 레이트와 상기 열화상 카메라(120)의 프레임 레이트에 대한 비율에 따라 상기 광학영상에서 복수의 특정 프레임을 선택하여, 상기 오버랩을 수행한다.
예를 들어, 상기 광학영상 카메라(110)의 프레임 레이트와 상기 열화상 카메라(120)의 프레임 레이트에 대한 비율이 2:1인 경우에는, 상기 광학영상 카메라(110)로 촬영된 광학영상의 홀수 프레임 혹은 짝수 프레임마다 상기 오버랩을 수행함으로써, 상기 매칭영상을 생성하게 된다.
이때, 상기 영상감시장치(100)는, 상기 측정한 체온을 상기 인식한 사람별로 오버랩할 때, 사전에 설정한 색깔로 상기 광학영상에 오버랩되도록함은 상술한 바와 같다. 예를 들어, 상기 측정한 체온이 정상범위인 경우에는 녹색으로 오버랩할 수 있으며, 상기 측정한 체온이 정상범위를 초과하는 경우에는 빨간색으로 오버랩할 수 있다. 또한 상기 측정한 체온이 정상범위 미만인 경우에는 파란색으로 오버랩할 수 있다.
즉, 상기 영상감시장치(100)는, 상기 오버랩하여 생성한 매칭영상을 통해 열이 발생되는 사람의 신체부위와, 상기 사람에 대한 체온을 시각적이고 즉각적으로 인식할 수 있도록 하여, 상기 매칭영상에서 질병으로 인해 체온이 상승한 사람에 대한 시인성을 극대화할 수 있도록 하는 것이다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 생성한 매칭영상을 상기 관제서버(200)로 전송함으로써, 상기 생성한 매칭영상을 상기 관제서버(200)로 제공한다.
이때, 상기 영상감시장치(100)는, 상기 생성한 매칭영상을 상기 관제서버(200)로 제공할 때, 해당 영상감시장치(100)가 설치된 장소에 대한 위치정보(주소나, 장소 이름 등) 및 상기 매칭영상을 생성한 시간정보를 동시에 제공하여, 상기 매칭영상을 토대로 질병에 대한 지속여부 및 질병의 확산여부를 분석할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치(100)는, 광학영상을 촬영하기 위한 광학영상 카메라(110), 열화상을 촬영하기 위한 열화상 카메라(120), 상기 광학영상 카메라(110)를 통해 촬영한 광학영상에서 적어도 하나 이상의 사람을 인식하는 객체 인식부(130), 상기 열화상 카메라(120)를 통해 촬영한 열화상에서, 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하는 열화상 영역으로부터 적어도 하나 이상의 열 발생 영역을 추출하는 열 발생 영역 추출부(140), 상기 촬영한 열화상에서, 상기 광학영상에서 인식한 사람에 대한 영역에 대응하는 열화상 영역을 추출하는 열화상 영역 추출부(140), 상기 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 체온을 측정하는 열화상 체온 변환부(150), 상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상을 공간적으로 매칭하여 매칭영상을 생성하는 광학영상 열화상 매칭부(160), 상기 생성한 매칭영상을 제공하는 매칭영상 제공부(170) 및 메모리(180)를 포함하여 구성된다.
상기 영상감시장치(100)는, 상기 광학영상 카메라(110) 및 상기 열화상 카메라(120)를 통해 해당 영상감시장치(100)가 설치되는 현장에 대한 광학영상과 열화상을 동시에 촬영하여 획득한다.
또한 상기 광학영상 카메라(110)는, 이미지 센서 어레이를 포함하여 구성되며, 상기 현장에 대한 광학영상을 촬영하여 획득하는 기능을 수행한다.
또한 상기 열화상 카메라(110)는, 디지털 열적외선 온도 센서 어레이를 포함하여 구성되며, 상기 현장에 대한 열화상을 촬영하여 회득하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 광학영상 카메라(110)와 상기 열화상 카메라(120)는, 촬영 방향 및 화각이 동기화되어 상기 영상감시장치(100)가 구비됨은 상술한 바와 같다.
또한 상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상을 공간적으로 매칭하기 위해 사전에 설정한 매칭정보가 상기 메모리(180)에 저장된다.
이때, 상기 매칭정보는, 상기 광학영상 및 상기 열화상을 구성하는 픽셀의 규모에 대한 비율에 따라 동일한 현장의 영역을 나타내는 상기 열화상의 단위 픽셀과 상기 광학영상의 적어도 하나 이상의 단위 픽셀을 상호 매칭한 정보를 포함하여 구성됨은 상술한 바와 같다.
즉, 상기 영상감시장치(100)는 상기 매칭정보를 통해 상기 열화상의 특정 영역이 상기 광학영상에서 어디에 위치하는 지를 손쉽게 알 수 있다.
또한 상기 객체 인식부(130)는, 딥러닝을 포함하는 인공지능 방법을 통해 생성한 학습모델을 이용하여 상기 촬영한 광학영상에서 적어도 하나 이상의 사람을 인식하는 기능을 수행한다.
또한 상기 열화상 영역 추출부(140)는, 상기 촬영한 열화상으로부터 상기 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하는 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 추출하는 기능을 수행한다.
또한 상기 열화상 영역 추출부(140)는, 상기 메모리(180)에 저장한 매칭정보를 토대로 상기 촬영한 열화상으로부터 상기 객체 인식부(130)를 통해 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하는 열화상 영역을 컷아웃함으로써, 상기 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 추출한다.
즉, 상기 열화상 영역 추출부(140)는, 상기 매칭정보를 토대로 상기 인식한 사람의 영역을 구성하는 상기 광학영상의 각 픽셀과 매칭되는 상기 열화상의 각 픽셀로 구성되는 열화상 영역을 컷아웃함으로써, 추출하는 것이다.
또한 상기 열화상 체온 변환부(150)는, 상기 메모리(180)에 저장한 열화상 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 나타내는 매핑테이블을 참조하여 상기 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 측정하는 기능을 수행한다.
상기 열화상 체온 변환부(150)를 더욱 자세하게 설명하면, 상기 추출한 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 구성하는 복수의 열화상 픽셀을 개별적으로 증폭하여, 사전에 설정한 임계범위 내의 값을 가지는 전체 열화상 픽셀에 대한 평균값 또는 중간값을 도출하여, 상기 매핑테이블에 따라 상기 도출한 평균값 또는 중간값을 상기 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 체온을 측정한다.
이때, 상기 열화상 체온 변환부(150)는, 상기 추출한 열화상 영역을 구성하는 복수의 열화상 픽셀 중 인적한 적어도 하나 이상의 열화상 픽셀의 픽셀값과 현저한 차이를 가지는 특정 열화상 픽셀이 존재하는 경우, 상기 특정 열화상 픽셀에 대한 열화상 픽셀 보정을 수행한 후, 상기 증폭을 수행함은 상술한 바와 같다.
또한 상기 광학영상 열화상 매칭부(160)는, 상기 매칭정보에 따라 상기 광학영상과 상기 열화상을 서로 공간적으로 매칭하여, 상기 광학영상에 열이 발생한 신체부위에 대응하는 열화상과, 상기 측정한 체온을 동시에 오버랩하여 매칭영상을 생성하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 광학영상 열화상 매칭부(160)는, 상기 매칭정보에 따라 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에, 상기 추출한 상기 사람에 대한 영역에 대응하는 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 오버랩하고, 이와 동시에 상기 인식한 각 사람에 대해 측정한 체온을 오버랩함으로써, 상기 매칭영상을 생성한다.
또한 상기 광학영상에 상기 추출한 열화상 영역을 오버랩하는 것은, 상기 광학영상서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역을 구성하는 각 광학영상 픽셀의 픽셀값과 상기 광학영상 픽셀에 각각 대응하는 상기 추출한 적어도 하나 이상의 열화상 영역에 대한 열화상 픽셀의 픽셀값에 대한 중간값을 계산하여, 상기 각 광학영상 픽셀의 픽셀값을 상기 계산한 중간값으로 각각 적용함으로써, 수행된다.
또한 상기 측정한 체온은, 상기 측정한 체온이 정상범위인지, 상기 정상범위를 초과하는지, 또는 상기 정상범위 미만인지에 따라 사전에 설정한 색깔로 상기 광학영상에 오버랩된다.
또한 상기 매칭영상 제공부(170)는, 상기 생성한 매칭영상을 디스플레이에 디스플레이하여, 상기 영상감시장치(100)를 이용하여 상기 현장을 이동하는 사람의 체온을 모니터링하는 현장요원이 이를 확인할 수 있도록 한다.
또한 상기 매칭영상 제공부(170)는, 유무선 네트워크를 통해 상기 생성한 매칭영상을 상기 관제서버(200)로 제공하는 기능을 더 포함한다.
또한 상기 메모리(180)는, 상기 광학영상과 열화상을 공간적으로 매칭하기 위한 매칭정보, 상기 열화상으로부터 체온을 측정하기 위해 열화상의 픽셀값과 체온간의 매칭관계를 설정한 매핑테이블, 상기 열화상의 픽셀값의 범위에 따른 증폭비율 등과 같이 상기 영상감시장치(100)의 동작에 관련된 다양한 데이터를 저장하는 기능을 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치를 이용하여 체온측정을 통한 영상감시 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 체온측정을 겸비한 영상감시장치(100)를 이용하여 체온측정을 통한 영상감시 과정은 우선, 상기 영상감시장치(100)는, 광학영상 카메라(110) 및 열화상 카메라(120)를 통해 상기 영상감시장치(100)가 설치된 현장을 촬영한 광학영상과 열화상을 각각 획득하는 단계를 수행한다(S110).
상기 광학영상 카메라(110)와 상기 열화상 카메라(120)는, 촬영 화각과 촬영 방향이 동기화되어 있음은 상술한 바와 같다.
다음으로 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 열화상으로부터, 상기 촬영한 광학영상에서 인식되는 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하는 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 추출하는 열화상 영역 추출 단계를 수행한다(S120).
한편, 상기 도 4에는 도시하지 않았으나, 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 광학영상에서 적어도 하나 이상의 사람을 인식하기 위한 객체 인식 단계를 수행하며, 상기 사람을 인식하는 방법은 도 1을 참조하여 설명하였으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
또한 상기 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 추출하는 것은, 사전에 메모리(180)에 저장한 매칭정보를 참조하여, 상기 촬영한 열화상에서, 상기 광학영상에서 인식한 적어도 하나 이상의 사람에 대한 영역에 대응하는 적어도 하나 이상의 열화상 영역 컷아웃함으로써, 수행됨은 상술한 바와 같다.
다음으로 상기 영상감시장치(100)는, 상기 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환하는 열화상 체온 변환 단계를 수행한다.
상기 열화상 체온 변환 단계는, 상기 추출한 적어도 하나 이상의 열화상 영역을 구성하는 열화상의 픽셀을 개별적으로 증폭하는 단계(S130), 사전에 설정한 임계범위 내의 값을 가지는 상기 증폭한 열화상의 전체 픽셀에 대한 평균값 또는 중간값을 도출하는 단계(S140) 및 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 설정한 매핑테이블을 참조하여, 상기 도출한 평균값 또는 중간값을 체온으로 변환하여 환산하는 단계(S150)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 증폭은, 사람의 체온을 보다 정밀하게 측정하기 위해 수행되는 것으로, 사전에 설정한 열화상의 픽셀값의 범위에 따른 증폭비율에 따라 수행됨은 상술한 바와 같다.
또한 상기 매핑테이블은, 상기 촬영한 열화상을 체온으로 환산하여 변환함으로서, 상기 광학영상에서 인식된 사람에 대한 체온을 측정하기 위해 이용되는 것으로, 정밀한 체온을 측정할 수 있도록 실제 온도계를 통해 측정한 사람의 체온을 참조하여 지속적으로 교정된다.
또한 상기 영상감시장치(100)는, 상기 광학영상과 열화상을 공간적으로 매칭하여, 매칭영상을 생성하는 하는 광학영상 열화상 매칭 단계를 수행한다(S160).
상기 광학영상 열화상 매칭 단계는, 상기 저장한 매칭정보에 따라 상기 촬영한 광학영상에 상기 추출한 적어도 하나 이상의 열화상과, 상기 측정한 체온을 오버랩함으로써, 상기 광학영상과 열화상을 공간적으로 매칭한 매칭영상을 생성한다.
상기 오버랩하여 매칭영상을 생성하는 과정은 도 3을 참조하여 설명하였으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로 상기 영상감시장치(100)는 상기 생성한 매칭영상을 디스플레이를 통해 디스플레이하거나, 관제서버(200)로 제공하는 매칭영상 제공 단계를 수행한다(S170).
상기 현장요원이나 관리자는 상기 디스플레이되는 매칭영상을 통해 열이 발생하는 신체부위나 상기 체온을 시각적이고 즉각적으로 인식할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 체온측정을 겸비한 영상감시장치는, 광학영상 카메라와 열화상 카메라를 동시에 구비하여, 상기 열화상 카메라를 통해 촬영한 열화상을 토대로 사람의 체온을 측정하고, 상기 광학영상 카메라를 통해 촬영한 광학영상과 상기 열화상을 공간적으로 매칭하여, 상기 광학영상에 상기 측정한 체온과 피사체의 열 발생 부위에 대한 열화상을 동시에 표시하여 디스플레이함으로써, 원격에서도 안전하게 상기 영상감시장치를 통해 체온측정과 영상감시를 동시에 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100 : 체온측정을 겸비한 영상감시장치 110 : 광학영상 카메라
120 : 열화상 카메라 130 : 객체 인식부
140 : 열화상 영역 추출부 150 : 열화상 체온 변환부
160 : 광학영상 열화상 매칭부 170 : 매칭영상 제공부
180 : 메모리 200 : 관제서버
300 : 관리자 단말 400 : 데이터베이스

Claims (10)

  1. 광학영상을 촬영하기 위한 광학영상 카메라;
    열화상을 촬영하기 위한 열화상 카메라; 및
    상기 촬영한 열화상으로부터 상기 촬영한 광학영상에서 인식한 사람에 대한 영역에 대응하는 열화상 영역을 추출하고, 사전에 저장한 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 설정한 매핑테이블을 참조하여, 상기 추출한 열화상 영역을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 인식한 사람에 대한 체온을 측정하는 열화상 체온 변환부;를 포함하며,
    상기 열화상 체온 변환부는,
    상기 추출한 열화상 영역에 대한 체온을 측정할 때, 사전에 설정한 열화상의 픽셀값에 대한 범위에 따른 증폭비율에 따라 상기 추출한 열화상 영역에 대한 열화상의 각 픽셀에 대한 픽셀값을 개별적으로 증폭하여, 사전에 설정한 임계범위 내의 픽셀값을 가지는 상기 증폭한 열화상의 각 픽셀의 픽셀값에 대한 평균값 또는 중간값을 도출하여, 상기 참조한 매핑테이블에 따라 상기 도출한 평균값 또는 중간값을 상기 체온으로 측정하되,
    상기 추출한 열화상 영역의 특정 픽셀의 픽셀값이 사전에 설정한 임계값에 따라 인접한 픽셀의 픽셀값 보다 높은 픽셀값을 가지거나 낮은 픽셀값을 가지는 경우, 상기 특정 픽셀의 픽셀값을 상기 특정 픽셀에 인접한 적어도 하나 이상의 픽셀의 픽셀값에 대한 평균값 또는 중간값으로 대체하는 열화상 픽셀 보정을 수행한 후, 상기 증폭을 수행함으로써, 상기 체온을 정밀하게 측정하는 것이 가능하도록 하며,
    상기 광학영상 카메라를 통해 촬영한 광학영상에, 상기 촬영한 열화상 및 상기 측정한 체온을 오버랩한 매칭영상을 제공하는 것을 특징으로 하는 체온측정을 겸비한 영상감시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상감시장치는,
    상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상을 서로 공간적으로 매칭하여, 열이 발생한 상기 인식한 사람의 신체부위에 해당하는 열화상 영역과 상기 측정한 체온을 오버랩하여 매칭영상을 생성하는 광학영상 열화상 매칭부;를 더 포함하며,
    상기 공간적으로 매칭하는 것은,
    상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상에서 동일한 영역을 나타내는 적어도 하나 이상의 광학영상의 픽셀에 대한 좌표와 상기 열화상의 픽셀에 대한 좌표를 각각 매칭한 매칭정보를 토대로 수행되며,
    상기 매칭영상은, 상기 광학영상에서 인식한 사람에 대한 영역에 상기 열화상에서 추출한 열화상 영역과 상기 측정한 체온을 같이 표시하여 오버랩함으로써, 생성되는 것을 특징으로 하는 체온측정을 겸비한 영상감시장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 매핑관계는, 상기 열화상 영역에 대하여 측정한 체온과 실제 측정한 체온과 비교하여, 상기 비교한 결과에 따라 지속적으로 교정되는 것을 특징으로 하는 체온측정을 겸비한 영상감시장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상감시장치는,
    서로 다른 복수의 장소에 각각 설치되어 상기 매칭영상을 관제서버로 각각 전송하여, 상기 관제서버에서, 상기 매칭영상을 생성한 장소와 시간의 관계를 연동하여 질병에 대한 지속여부와 상기 질병의 확산을 감지하도록 하는 것을 특징으로 하는 체온측정을 겸비한 영상감시장치.
  6. 광학영상 카메라를 통해 촬영한 광학영상을 획득하는 단계;
    열화상 카메라를 통해 촬영한 열화상을 획득하는 단계; 및
    상기 촬영한 열화상으로부터 상기 촬영한 광학영상에서 인식한 사람에 대한 영역에 대응하는 열화상 영역을 추출하고, 사전에 저장한 열화상의 픽셀값과 체온간의 매핑관계를 설정한 매핑테이블을 참조하여, 상기 추출한 열화상 영역을 체온으로 환산하여 변환함으로써, 상기 인식한 사람에 대한 체온을 측정하는 열화상 체온 변환 단계;를 포함하며,
    상기 열화상 체온 변환 단계는,
    상기 추출한 열화상 영역에 대한 체온을 측정할 때, 사전에 설정한 열화상의 픽셀값에 대한 범위에 따른 증폭비율에 따라 상기 추출한 열화상 영역에 대한 열화상의 각 픽셀에 대한 픽셀값을 개별적으로 증폭하여, 사전에 설정한 임계범위 내의 픽셀값을 가지는 상기 증폭한 열화상의 각 픽셀의 픽셀값에 대한 평균값 또는 중간값을 도출하여, 상기 참조한 매핑테이블에 따라 상기 도출한 평균값 또는 중간값을 상기 체온으로 측정하되,
    상기 추출한 열화상 영역의 특정 픽셀의 픽셀값이 사전에 설정한 임계값에 따라 인접한 픽셀의 픽셀값 보다 높은 픽셀값을 가지거나 낮은 픽셀값을 가지는 경우, 상기 특정 픽셀의 픽셀값을 상기 특정 픽셀에 인접한 적어도 하나 이상의 픽셀의 픽셀값에 대한 평균값 또는 중간값으로 대체하는 열화상 픽셀 보정을 수행한 후, 상기 증폭을 수행함으로써, 상기 체온을 정밀하게 측정하는 것이 가능하도록 하며,
    상기 광학영상 카메라를 통해 촬영한 광학영상에, 상기 촬영한 열화상 및 상기 측정한 체온을 오버랩한 매칭영상을 제공하는 것을 특징으로 하는 체온측정을 겸비한 영상감시방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 영상감시방법은,
    상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상을 서로 공간적으로 매칭하여, 열이 발생한 상기 인식한 사람의 신체부위에 해당하는 열화상 영역과 상기 측정한 체온을 오버랩하여 매칭영상을 생성하는 광학영상 열화상 매칭 단계;를 더 포함하며,
    상기 공간적으로 매칭하는 것은,
    상기 촬영한 광학영상과 상기 촬영한 열화상에서 동일한 영역을 나타내는 적어도 하나 이상의 광학영상의 픽셀에 대한 좌표와 상기 열화상의 픽셀에 대한 좌표를 각각 매칭한 매칭정보를 토대로 수행되며,
    상기 매칭영상은, 상기 광학영상에서 사람에 대한 영역에 상기 열화상에서 추출한 열화상 영역과 상기 측정한 체온을 같이 표시하여 오버랩함으로써, 생성되는 것을 특징으로 하는 체온측정을 겸비한 영상감시방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 매핑관계는, 상기 열화상 영역에 대하여 측정한 체온과 실제 측정한 체온과 비교하여, 비교한 결과에 따라 지속적으로 교정되는 것을 특징으로 하는 체온측정을 겸비한 영상감시방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 영상감시방법은,
    서로 다른 복수의 장소에서 상기 매칭영상을 생성하여, 관제서버로 각각 전송하며, 상기 관제서버에서, 상기 매칭영상을 생성한 장소와 시간의 관계를 연동하여 질병에 대한 지속여부와 상기 질병의 확산을 감지하도록 하는 것을 특징으로 하는 체온측정을 겸비한 영상감시방법.
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