KR102298343B1 - 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법 및 그 기록 매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트폰, 노트북, 컴퓨터과 같이 USB 포트를 구비하는 통상의 전자기기를 활용하여 이동객체의 체온을 손쉽고 정확하게 측정할 수 있는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이동객체 체온 감지 방법은, 기준객체의 열화상 중 최고온도 특성을 나타내는 최고온도지점을 정상체온범우 내의 온도(이하, '기준온도'라 칭함)로 설정하는 단계와; 열화상 센서와 연결된 디스플레이부의 표시화면 내에서 구획되는 포커스 영역을 설정하는 단계; 및 상기 표시화면에 표시되고 있는 적어도 하나 이상의 이동객체 중 상기 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 이동객체(이하, '타겟객체'라 함)를 대상으로 하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 단계는, 상기 기준객체에 설정된 상기 기준온도를 이용하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하도록 구성된다.

Description

열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법 및 그 기록 매체{METHOD AND DEVICE FOR MONITORING THE BODY TEMPERATURE OF MOVING OBJECT USING THERMAL IMAGING SENSOR}

본 발명은 열화상 감지 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트폰, 노트북, 컴퓨터과 같이 USB 포트를 구비하는 통상의 전자기기를 활용하여 이동객체의 체온을 손쉽고 정확하게 측정할 수 있는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법 및 장치에 관한 것이다.

열화상 카메라는 물체에서 방사되는 적외선을 감지하여 온도에 따라 다른 색으로 표현하여 우리 눈으로 그 온도를 볼 수 있게 하는 장치이다. 이러한 열화상 카메라는 산업계 여러 분야에서 사용되고 있다. 예를 들어, 열화상 카메라를 입국 심사대에 설치하고 입국하는 입국자로부터 발생되는 열을 모니터링하여 정상적인 체온보다 높은 체온을 가진 사람을 검출하는데 이용하고 있다.

이러한 열화상 센서는 반도체 소자 또는 MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems) 방식으로 제작되므로 시간의 경과에 따라 감지 특성이 변하게 된다. 즉, 사용시간에 따라 감지 감도가 저하된다.

한편, 종래 열화상 카메라를 이용하여 온도를 표시하는 방식을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 종래 열화상 카메라는 온도에 따라 표시할 색상 정보를 룩업 테이블(Look up table) 형태로 저장 구비한다. 종래에는 열센서 어레이에서 측정된 온도를 검출하고, 검출된 온도에 따른 색상을 표현하기 위하여 룩업 테이블을 참조하여 색상을 정하고 정해진 색상으로 표시하게 된다. 따라서 종래 열화상 카메라를 이용하여 동일한 사람을 먼거리에서 촬영할 경우 낮은 온도 색상으로 표시되며, 가까운 거리에서 촬영할 경우 높은 온도 색상으로 표시되는 경향이 있었다. 참고적으로 열에너지는 거리에 따라 감쇄되는 특성을 지닌다.

즉, 열화상 센서는 센서와 피사체(즉, 측정대상) 간의 이격 거리, 주변 환경 조건 및 사용시간 경과 등에 따라 감지 특성이 달라지게 된다. 따라서, 측정대상의 체온이 동일하더라도, 열화상 센서와 측정대상 간의 거리, 주변 환경 및 경과된 사용시간 등에 따라 상이한 온도를 나타내는 열화상 색을 표시하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는, 소정기간의 경과시 열화상 센서를 교체 내지 보수해야 하고, 또한 고분해능 등 고성능의 열화상 센서가 필요하며, 피사체와의 거리 내지 주변환경에 따른 온도 색 변화를 추적하여 자동으로 보정해주는 기능 등이 필요한데, 상기 경우 열화상 카메라의 가격 및 유지비용이 크게 증가하게 되는 단점이 있었다.

한국등록특허 제10-1111167호(2012.01.25.등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 열화상 센서의 감도 변화에 따른 유지보수 비용, 피사체와의 거리 내지 주변환경에 따른 온도 색 변화의 보정을 위해 요구되는 비용증가 요소를 없이도, 이동객체의 체온을 정확하게 감지하여 표시해줄 수 있는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법 및 그 기록 매체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동객체 체온 감지 방법은, 기준객체의 열화상 중 최고온도 특성을 나타내는 최고온도지점을 정상체온범우 내의 온도(이하, '기준온도'라 칭함)로 설정하는 단계와; 열화상 센서와 연결된 디스플레이부의 표시화면 내에서 구획되는 포커스 영역을 설정하는 단계; 및 상기 표시화면에 표시되고 있는 적어도 하나 이상의 이동객체 중 상기 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 이동객체(이하, '타겟객체'라 함)를 대상으로 하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 단계는, 상기 기준객체에 설정된 상기 기준온도를 이용하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하도록 구성된다.

본 발명에 따른 이동객체 체온 감지 방법은 오차 보정 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제1 방법에 따른 오차 보정 단계는, 상기 열화상 센서로부터 거리를 두고 위치하는 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제1 열화상'이라 함)을 측정하여, 상기 제1 열화상의 온도값을 온도보정 기준값으로 설정하는 단계와; 상기 온도보정 기준값을 설정하고 소정시간 경과 후 또는 상기 타겟객체의 열화상 측정시 상기 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제2 열화상'이라 함)을 다시 측정하여, 다음 수학식 1에 의한 온도 보정치(C1)를 산출하는 단계; 및 상기 온도 보정치(C1)를 이용하여 상기 기준온도를 보정하는 단계(이하 '단계 B'라 함)를 포함한다.

그리고, 상기 단계 A는, 상기 단계 B에 의해 보정된 기준온도를 이용하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하도록 구성된다.

수학식 1

T1 - T2 = C1

(여기서, T1: 상기 온도보정 기준값, T2: 상기 제2 열화상의 온도값, C1: 온도 보정치)

본 발명의 제2 방법에 따른 오차 보정 단계는, 상기 열화상 센서로부터 거리를 두고 위치하는 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제3 열화상'이라 함)을 측정하여, 상기 제3 열화상의 온도값을 온도보정 기준값으로 설정하는 단계와; 상기 온도보정 기준값을 설정하고 소정시간 경과 후 또는 상기 타겟객체의 열화상 측정시 상기 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제4 열화상'이라 함)을 다시 측정하여, 다음 수학식 4에 의한 온도 보정치(C2)를 산출하는 단계; 및 상기 온도 보정치(C2)를 이용하여 상기 열화상 센서를 보정하는 단계(이하 '단계 C'라 함)를 포함한다.

이때, 상기 제3 열화상과 상기 제4 열화상은 상기 열화상 센서의 전체 픽셀(Pixel) 중 일부 픽셀에 의해 측정되는 것이다.

그리고, 상기 단계 A는, 상기 단계 C에 의해 보정된 열화상 센서로 상기 타겟객체의 열화상을 측정하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하도록 구성된다.

수학식 4

T3 - T4 = C2

(여기서, T3: 상기 온도보정 기준값, T4: 상기 제4 열화상의 온도값, C2: 온도 보정치)

본 발명에 따른 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법에 의하면, 열화상 감지 장치를 저비용으로 제조하더라도, 열화상 센서와 측정대상 간의 거리, 주변 환경 및 경과된 사용시간 등에 의한 오차를 배제하고 이동객체의 체온을 정확하게 감지하여 표시해줄 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법의 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법의 처리 순서도.
도 3은 본 발명의 기준온도 설정 단계를 보여주는 일례.
도 4는 본 발명의 포커스 영역 설정 단계 및 타겟객체 체온 감지 단계를 보여주는 일례.
도 5는 본 발명의 제1 방법에 따른 오차 보정 단계의 처리 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 온도보정용 고정물이 설치된 열화상 센서의 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 온도보정용 고정물이 설치된 열화상 센서의 측면도.
도 8은 본 발명의 제2 방법에 따른 오차 보정 단계의 처리 순서도.
도 9는 본 발명에 따른 열화상 센서의 픽셀들을 나타낸 일례.

본 명세서에서 사용하는 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "갖다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것인데, 이는 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 즉, 본 명세서에서 지칭하는 "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 경우뿐만 아니라 대상 부분의 앞 또는 뒤에 위치하는 경우도 포함한다.

또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 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.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 이동객체 체온 감지 시스템은 열화상 센서 및 전기전자장치를 포함한다.

열화상 센서(50)는 센서에 일정한 전류를 인가한 상태에서 열에너지를 갖는 에너지 파가 센서에 도달하면 저항이 변경되며 궁극적으로 이를 전압값으로 출력하며, A/D변환기를 이용하여 디지털 신호로 변환하여 출력하는 모듈이다.

전기전자장치는 디스플레이부(10), 신호 처리부(20), 이미지 변환부(30), 제어부(40) 및 연결단자(60)를 포함하고, 바람직하게는 메모리를 더 구비할 수 있다.

신호 처리부(20)는 열화상 센서(50)에서 출력되는 디지털 전압값을 디지털 신호 처리하는 모듈이다.

이미지 변환부(30)는 신호 처리부(20) 및 제어부(40)에서 처리 또는 가공된 결과를 이미지로 변환하여 디스플레이부(10)로 출력하는 모듈이다.

제어부(40)는 이동객체의 체온을 감지하기 위한 기능들을 실현하기 위한 연산 및 제어를 수행하는 모듈이다.

연결단자(60)는 열화상 센서(50)와 같은 외부기기를 전기전자장치에 접속하기 위한 포트로서 바람직하게는 USB 포트를 포함할 수 있다.

이러한 전기전자장치는 스마트폰, 노트북 컴퓨터 또는 데스크톱 컴퓨터일 수 있다.

참고로, 열화상 센서는 반도체 소자 또는 MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems) 방식으로 제작되므로 시간의 경과에 따라 감지 특성이 변하게 된다. 즉, 사용시간에 따라 감지 감도가 저하된다.

한편, 종래 열화상 카메라를 이용하여 온도를 표시하는 방식을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 종래 열화상 카메라는 온도에 따라 표시할 색상 정보를 룩업 테이블(Look up table) 형태로 저장 구비한다. 종래에는 열센서 어레이에서 측정된 온도를 검출하고, 검출된 온도에 따른 색상을 표현하기 위하여 룩업 테이블을 참조하여 색상을 정하고 정해진 색상으로 표시하게 된다. 따라서 종래 열화상 카메라를 이용하여 동일한 사람을 먼거리에서 촬영할 경우 낮은 온도 색상으로 표시되며, 가까운 거리에서 촬영할 경우 높은 온도 색상으로 표시되는 경향이 있었다. 참고적으로 열에너지는 거리에 따라 감쇄되는 특성을 지닌다.

즉, 열화상 센서는 센서와 피사체(즉, 측정대상) 간의 이격 거리, 주변 환경 조건 및 사용시간 경과 등에 따라 감지 특성이 달라지게 된다. 따라서, 측정대상의 체온이 동일하더라도, 열화상 센서와 측정대상 간의 거리, 주변 환경 및 경과된 사용시간 등에 따라 상이한 온도를 나타내는 열화상 색을 표시하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는, 소정기간의 경과시 열화상 센서를 교체 내지 보수해야 하고, 또한 고분해능 등 고성능의 열화상 센서가 필요하며, 피사체와의 거리 내지 주변환경에 따른 온도 색 변화를 추적하여 자동으로 보정해주는 기능 등이 필요한데, 상기 경우 열화상 카메라의 가격 및 유지비용이 크게 증가하게 되는 단점이 있다.

이에 비해 본 발명에서 제안하는 이동객체 체온 감지 방법 및 그 기록 매체에 의하면, 전술한 비용 증가 요소 없이도, 열화상 센서와 측정대상 간의 거리, 주변 환경 및 경과된 사용시간 등에 의한 오차를 배제하고 해당 객체의 온도를 정확하게 감지하여 표시해줄 수 있으며 이는 다음의 기능들을 통해 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법의 처리 순서도이고, 도 3은 본 발명의 기준온도 설정 단계를 보여주는 일례이고, 도 4는 본 발명의 포커스 영역 설정 단계 및 타겟객체 체온 감지 단계를 보여주는 일례이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이동객체 체온 감지 방법은 기준온도 설정 단계(S10), 포커스 영역 설정 단계(S20), 및 타겟객체 체온 감지 단계(S30)를 포함하고, 바람직하게는 열화상 색 변환 단계(S15,S35), 이벤트 출력 단계(S40)를 더 포함할 수 있다.

(1) 기준온도 설정 단계(S10)

기준온도 설정 단계(S10)는 기준객체(100)의 열화상 중 최고온도 특성을 나타내는 최고온도지점(110)을 정상체온범위 내의 온도(이하, '기준온도'라 칭함)로 설정하는 단계이다.

도 3을 참조하면, 다수의 이동객체에 대한 체온 측정을 수행하기 전, 열화상 측정 장치를 캘리브레이션(calibration)하기 위해 기준객체(100)를 사용하여 기준온도를 설정하는 단계이다. 따라서, 상기 기준객체(100)는 정상 체온인 사람을 이용한다.

이처럼 정상 체온인 사람(즉, 기준객체(100))을 대상을 열화상 촬영을 하면, 도 3과 같이 다양한 온도 색이 표현되는 열화상 화면이 디스플레이부에 출력된다. 그런데, 이렇게 출력되는 열화상은 피사체와의 거리 및 주변환경에 따라 온도 색이 다르게 표현될 수 있다.

즉, 도 3 예시의 경우, 정상체온일 경우 온도색은 주황색으로 표시되도록 설정되어 있는데, 정상체온의 기준객체(100)를 대상으로 촬영을 수행했음에도 불구하고 최고온도에 해당하는 지점은 정상체온 이하의 색(즉, 진한 노랑색)으로 표현되고 있음을 알 수 있다.

따라서, 기준객체(100)의 열화상 중 최고온도 특성을 나타내는 최고온도지점(110)을 보정하고 싶은 온도(즉, 정상체온범위 내의 온도)로 보정한다. 예컨대, 도 3 예시의 경우 촬영된 열화상에서 최고온도지점(110)은 진한 노란색으로 나타나는 지점이고 이 지점의 색 온도가 29.5℃에 해당할 경우, 상기 최고온도지점(110)의 온도 '34.63℃'를 '36.5℃'로 보정하여 입력한다. 여기서, 상기 보정된 최고온도지점(110)의 온도 '36.5℃'가 단계 'S10'의 기준온도에 해당한다.

전술한 기준온도 설정 단계(S10)를 완료하면 그 보정치(즉,36.5℃ - 34.63℃ = 1.87℃) 만큼 온도가 조정된 형태로 인체의 온도를 측정하고 이를 표시해주게 된다.

한편, 기준온도 설정 단계(S10)와 후술할 포커스 영역 설정 단계(S20)의 시계열 순서는 어느 단계를 먼저 수행하더라도 무관하다. 예컨대, 기준온도 설정 단계(S10)를 먼저 수행한 후 포커스 영역 설정 단계(S20)를 수행하거나, 그 반대로 수행할 수도 있다.

만약, 포커스 영역 설정 단계(S20)를 먼저 수행하도록 구성한다면, 기준온도 설정 단계(S10)는 단계 'S20'에서 설정한 포커스 영역(200) 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 기준객체(100)를 대상으로 수행되도록 구성될 수 있다.

(2) 포커스 영역 설정 단계(S20)

도 4는 본 발명의 포커스 영역 설정 단계 및 타겟객체 체온 감지 단계를 보여주는 일례이다. 포커스 영역 설정 단계(S20)는 디스플레이부의 표시화면 내에서 구획되는 유효 필드를 설정하는 단계이다.

예컨대, 도 4와 같이 디스플레이부의 표시화면의 전체 크기가 가로길이 'X1', 세로길이 'Y1'이라 가정한다. 상기 경우, 포커스 영역(200)은 도 4와 같이 표시화면의 전체 크기'X1*Y1'보다 작은 크기'X2*Y2'로 이루어진 박스(box) 형태의 필드로 형성될 수 있다.

즉, 포커스 영역(200)은 표시화면 전체영역 중에서 선택되는 표시화면 일부영역으로서, 이러한 포커스 영역(200)은 열화상 센서(50)에 의해 검출되는 다수의 이동객체 중 온도 측정 대상으로서 유효한 이동객체를 결정하기 위해 사용된다.

도 4의 실시예의 경우, 포커스 영역(200)은 한 개로 설정되는 것으로 설명 및 도시하였으나, 이러한 포커스 영역(200)은 다수 개로 설정될 수 있다.

상기 경우, 포커스 영역은 제1 포커스 영역과 제2 포커스 영역을 포함하는 다수 개로 설정된다.

그리고, 단계 'S10'의 기준온도는 열화상 센서(50)로부터 제1 거리에 있는 제1 기준객체와 상기 제1 거리와 상이한 제2 거리에 있는 제2 기준객체를 이용하여, 제1 기준온도와 제2 기준온도를 포함하는 다수 개로 설정된다.

기준온도를 설정하는 단계(S50)는 제1 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 제1 기준객체를 대상으로 상기 제1 기준온도를 설정하고, 제2 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 제2 기준객체를 대상으로 상기 제2 기준온도를 설정하도록 구성된다.

(3) 타겟객체 체온 감지 단계(S30)

타겟객체 체온 감지 단계(S30)는 표시화면에 표시되고 있는 적어도 하나 이상의 이동객체 중 상기 포커스 영역(200) 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 이동객체(이하, '타겟객체(300)'라 함)를 대상으로 하여 상기 타겟객체(300)의 체온을 감지하는 단계이다.

도 4를 참조하면, 열화상 센서(50)로 얼굴이 보이는 다수의 이동객체를 촬영하면, 디스플레이부에는 열화상 센서(50)측으로 이동하는 다수의 이동객체가 존재하는 영상이 표시된다. 그리고 이 다수의 이동객체는 점차 열화상 센서(50)측에 더 가깝게 접근하게 되고, 종국에는 단계 'S20'에서 설정한 포커스 영역(200) 내로 들어오게 되는 이동객체가 발생된다. 이때, 포커스 영역(200) 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 이동객체가 존재하게 되면, 해당 이동객체의 체온을 감지하도록 구성된다.

(4) 열화상 색 변환 단계(S15,S35)

열화상 색 변환 단계는 세부적으로 기준객체(100)의 열화상 색을 변환하는 단계 (S15)와, 타겟객체(300)의 열화상 색을 변환하는 단계(S35)를 포함한다.

기준객체(100)의 열화상 색을 변환하는 단계(S15)는 기준온도 설정 단계(S10)의 최고온도지점(110)의 현재 열화상 색(즉, 측정 열화상 색으로 이하, '제1 색'이라 함)을 정상체온의 온도에 부합하는 열화상 색(이하, '제2 색'이라 함)으로 변환하는 단계를 포함한다.

여기서, 정상체온의 온도에 부합하는 열화상 색이란 통상의 열화상 카메라에 사용되는 정상체온을 나타내는 온도 색일 수 있다. 예컨대, 제2 색은 통상적으로 정상체온 36.5℃를 나타낼 때 사용되는 색상 즉, 주황색일 수 있다.

그리고, 기준객체(100)의 열화상 색을 변환하는 단계(S15)는 상기 제1 색을 상기 제2 색으로 변환 시 사용된 색 변환치를 적용하여, 단계'S10'의 기준객체(100)의 열화상에 있어서 나머지 지점들의 열화상 색을 각각 변환하는 단계를 더 포함한다.

예컨대, 6레벨에 해당하는 온도 색을 8레벨에 해당하는 온도 색으로 변환하였다고 가정할 경우, 색 변환치는 두 단계 레벨이고, 따라서 기준객체(100)의 나머지 지점들의 현재 열화상 색(즉, 측정 열화상 색)을 두 단계 상위 레벨의 온도 색으로 변환하도록 구성될 수 있다.

타겟객체(300)의 열화상 색을 변환하는 단계(S35)는 단계'S15'와 동일한 방식으로 색을 변환하여 표현하도록 구성된다. 즉, 단계'S35'는 단계'S15'에서 제1 색을 제2 색으로 변환 시 사용된 색 변환치를 적용하여, 단계 'S30'에서 측정한 타겟객체(300)의 감지 체온에 따른 각 지점별 열화상 색을 표현하도록 구성된다.

(5) 이벤트 출력 단계(S40)

이벤트 출력 단계(S40)는 단계'S10'에서 설정한 기준온도보다 더 높은 온도(이하, '경고온도'라 함)를 설정하는 단계를 포함한다.

그리고, 단계'S30'에서 감지된 타겟객체(300)의 체온이 상기 경고온도 이상에 해당하는 이벤트의 발생시, 상기 이벤트에 대한 알림을 출력하는 단계를 더 포함한다.

예컨대, 이동객체의 체온을 측정하는 과정에서, 경고온도 값보다 높은 온도가 감지되는 순간 알람 시그널이 붉은 색상으로 변하면서 경고음을 출력하도록 구성될 수 있다. 그리고, 알람순간 해당 이미지를 저장하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법은 오차 보정 단계를 더 포함할 수 있다.

참고로, 단계'S10'의 기준온도는 기준객체(100)의 열화상 중 최고온도지점에 지정되는 온도값이다. 즉, 단계'S10'의 기준객체(100)의 열화상 중 최고온도지점에 해당하는 픽셀이 정상체온범위의 온도(예컨대, 36.5℃)값으로 설정되면, 이에 근거하여 열화상 센서의 나머지 모든 픽셀(Pixel)의 온도가 조정된다.

그런데, 이러한 열화상 센서(50)는 주변환경 조건 및 사용시간 경과 등에 따라 감도가 달라지게 된다. 이와 같은 이유로, 동일한 기준객체(100)라 하더라도 주변환경 조건 및 사용시간 경과 등에 따라 기준온도의 특성이 달라질 수 있다.

따라서, 이동객체의 체온을 보다 정확히 측정하기 위해서는, 단계'S10'에서 설정한 기준온도 역시 주변환경 및 사용시간 등에 따른 감도변화를 반영한 보정 작업이 필요하다.

본 발명의 오차 보정 단계는 전술한 주변환경 및 사용시간 등의 이유로 단계'S10'의 기준온도에 유발되는 오차를 보정하거나, 또는 열화상 센서의 감도변화에 따른 오차를 보정하여, 타겟객체의 실제 체온에 정확히 부합하는 온도를 측정할 수 있도록 하는 단계이다. 이러한 오차 보정 단계는 크게 제1 방법과 제2 방법으로 구분될 수 있다.

(1) 제1 방법

도 5는 본 발명의 제1 방법에 따른 오차 보정 단계의 처리 순서도이다. 도 5를 참조하면, 제1 방법에 따른 오차 보정 단계는 단계'S10'에서 설정한 기준온도를 보정하는 방법으로서, 온도보정용 고정물의 제1 열화상 측정 단계(S100), 온도보정용 고정물의 제2 열화상 측정 단계(S110), 온도 보정치 산출 단계(S120), 기준온도 보정 단계(S130)를 포함한다.

온도보정용 고정물의 제1 열화상 측정 단계(S100)는 열화상 센서(50)로부터 소정 거리를 두고 떨어져 있는 온도보정용 고정물(400)의 열화상을 측정하여 온도보정 기준값을 설정하는 단계이다. 이하에서는, 단계'S100'에서 측정하는 온도보정용 고정물(400)의 열화상을 '제1 열화상'이라 칭하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 온도보정용 고정물이 설치된 열화상 센서의 정면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 온도보정용 고정물이 설치된 열화상 센서의 측면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하여, 오차 보정 단계에서 지칭하는 '온도보정용 고정물(400)'에 대하여 설명하면 다음과 같다.

온도보정용 고정물(400)은 주변환경 변화 및 시간경과에 따른 온도 변화를 최소화할 수 있는 물체로 형성될 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 온도보정용 고정물(400)은 보조 기구물(410)에 설치될 수 있고, 상기 보조 기구물(410)은 지지체 및 지그를 포함할 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 온도보정용 고정물(400)은 우레탄 등의 수지재, 모직 등의 섬유재, 플라스틱 또는 목재와 같이 열전도율 내지 열방사율이 매우 낮은 소재로 형성될 있고, 단색(예컨대, 검은색)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 이러한 온도보정용 고정물(400)은 지지체에 부착 또는 결합되도록 구성된다.

지그는 열화상 센서(50) 측에 장착될 수 있게 구성되고, 이를 열화상 센서(50) 측에 장착시 해당 지그에 연결된 지지체와 이 지지체에 부착된 온도보정용 고정물(400)이 열화상 센서(50)의 전방영역에서 열화상 센서(50)로부터 이격된 위치에 배치될 수 있도록 구성된다.

제2 실시예에 따르면, 온도보정용 고정물은 열화상 센서(50) 전방에 고정된 상태로 위치하고 있는 배경물일 수 있다. 예컨대, 열화상 센서(50)로 이동객체의 체온을 측정하기 위해 건물 내 특정 지점에 열화상 센서(50)를 설치한 경우를 가정할 때, 상기 '배경물'은 이 열화상 센서(50)에 의해 촬영되는 건물 내 천장의 일부영역일 수 있다.

이러한 온도보정용 고정물의 제1 열화상 측정 단계(S100)는 기준온도 설정 단계(S10)에서 기준객체(100)의 열화상 측정시 이와 동시에 수행되거나, 기준객체(100)의 열화상 측정 직전 또는 직후에 수행될 수도 있다.

전술한 바와 같은 온도보정용 고정물(400)의 열화상을 측정하면, 해당 측정 열화상(즉, 제1 열화상)의 온도값을 '온도보정 기준값'으로 설정한다.

온도보정용 고정물(400)의 제2 열화상 측정 단계(S110)는 단계'S100'에서 온도보정 기준값을 설정하고 소정 시간이 경과된 후 온도보정용 고정물(400)의 열화상을 다시 측정하는 단계이다. 이하에서는, 단계'S110'과 같이 단계'S100'을 수행한 이후에 다시 측정하는 온도보정용 고정물(400)의 열화상을 '제2 열화상'이라 칭하기로 한다.

온도보정용 고정물의 제2 열화상 측정 단계(S110)는 일정 시간 간격(예컨대, 20분 간격)마다 주기적으로 수행될 수 있다. 상기 경우, 일정 시간 간격마다 온도보정용 고정물(400)의 제2 열화상 측정하고, 이렇게 일정 주기로 측정되는 제2 열화상을 단계'S100'의 제1 열화상과 비교하여 기준온도를 주기적으로 보정함으로써, 주변환경변화 내지 시간경과 등에 따른 오차없이 항시 이동객체의 체온을 정확히 측정할 수 있게 된다.

또 다른 실시예에 따르면, 온도보정용 고정물의 제2 열화상 측정 단계(S110)는 전술한 타겟객체 체온 감지 단계(S30)에서 수행될 수 있다. 상기 경우, 단계'S110'은 단계'S100'의 온도보정 기준값의 설정이 완료된 후, 단계'S30'에서 타겟객체(300)의 열화상을 측정할 때 온도보정용 고정물(400)의 열화상(즉, 제2 열화상)을 함께 측정하도록 구성될 수 있다.

온도 보정치 산출 단계(S120)는 단계'S100'에서 측정한 제1 열화상과 단계'S110'에서 측정한 제2 열화상을 이용하여 기준온도를 보정하기 위한 온도 보정치(C1)를 산출하는 단계이다.

이러한 온도 보정치(C1)는 다음의 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.

수학식 1

T1 - T2 = C1

(여기서, T1: 단계'S100'의 온도보정 기준값(즉, 단계'S100'에서 측정한 온도보정용 고정물의 제1 열화상의 온도값), T2: 단계'S110'에서 측정한 온도보정용 고정물의 제2 열화상의 온도값, C1: 온도 보정치)

기준온도 보정 단계(S130)는 단계'S120'에서 산출된 온도 보정치(C1)를 이용하여 단계'S10'에서 설정한 기준온도를 보정하는 단계이다.

기준온도의 보정은 단계'S10'에서 설정한 기준온도에서 단계'S120'에서 산출된 온도 보정치(C1)를 가감하는 방식으로 이루어진다.

예컨대, 단계'S10'의 기준객체(100)의 열화상에 있어서 기준온도가 기설정되어 있는 최고온도지점의 온도값이 주변환경 내지 시간경과(일예로, 낮에서 저녁으로 변경)에 의해 달라지는 경우를 가정한다.

상기 경우, 기준온도에 대응되는 최고온도지점의 온도값 역시 보정되어야 하는데, 이때 단계'S120'의 온도 보정치(C1)를 이용하여 기준온도를 보정할 수 있다.

예컨대, 단계'S10'의 기준객체(100) 열화상의 최고온도지점에 기설정되어 있는 기준온도가 36.5℃이고, 단계'S120'에서 산출된 온도 보정치(C1)가 0.9℃라고 가정하면, 기준온도 보정 단계(S130)를 통해 보정되는 기준온도는 "(36.5 + 0.8) = 37.3℃"에 해당하게 된다. 따라서, 단계'S10'의 기준객체(100) 열화상의 최고온도지점에 기설정되어 있던 기준온도인 '36.5℃'는 보정후 기준온도인 '37.3℃'로 재설정된다.

전술한 바와 같은 과정을 통해 보정된 기준온도가 도출되면, 이 보정된 기준온도를 이용하여 타겟객체 체온 감지 단계(S30)를 수행한다.

상기 경우, 타겟객체 체온 감지 단계(S30)는 타겟객체(300)의 열화상을 측정한 후, 해당 타겟객체(300) 열화상을 상기 보정된 기준온도에 해당하는 기준객체(100) 열화상의 최고온도지점과 대비하여, 해당 타겟객체(300) 열화상의 온도를 산출할 수 있고, 이로써 타겟객체(300)의 체온을 감지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 포커스 영역(200)과 기준온도가 다수 개로 설정될 경우, 단계'S20'에서 설명한 제1 기준온도를 이용하여 제1 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 제1 이동객체의 체온을 감지하고, 제2 기준온도를 이용하여 제2 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 제2 이동객체의 체온을 감지하도록 구성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 제1 방법의 오차 보정 단계는 고정물 온도 보정치(C1') 산출 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 경우 전술한 온도 보정치(C1)에 상기 고정물 온도 보정치(C1')를 반영한 최종 온도 보정치(C1'')를 이용하여 기준온도를 보정하도록 구성된다.

고정물 온도 보정치(C1') 산출 단계는 온도보정용 고정물의 온도 변화값을 다음의 수학식 2에 따라 산출하도록 구성된다.

수학식 2

T1' - T2' = C1'

(여기서, T1': 온도보정 기준값을 측정할 때 온도보정용 고정물의 온도, T2': 제2 열화상을 측정할 때 온도보정용 고정물의 온도, C1': 고정물 온도 보정치)

상기 경우, 기준온도 보정 단계(S130)는 온도 보정치(C1)에 고정물 온도 보정치(C1')를 반영한 최종 온도 보정치(C1'')를 이용하여 기준온도를 보정하도록 구성된다. 여기서, 상기 최종 온도 보정치(C1'')는 다음의 수학식 3에 따라 산출될 수 있다.

수학식 3

C1 - C1' = C1''

(여기서, C1: 온도 보정치, C1': 고정물 온도 보정치, C1'': 최종 온도 보정치)

전술한 방법을 통해, 최종 온도 보정치(C1'')가 도출되고 이를 통해 기준온도의 보정이 완료되면, 이와 같이 보정된 기준온도를 이용하여 해당 타겟객체의 체온을 보다 정확히 측정할 수 있게 된다.

최종 온도 보정치(C1'')를 이용하여 기준온도를 보정하는 방법은 보정전 기준온도에서 최종 온도 보정치(C1'')를 가감하는 방식으로 수행될 수 있다.

그리고, 이와 같이 보정된 기준온도를 이용하여 해당 타겟객체의 체온을 측정하는 방법은 다음과 같다. 즉, 타겟객체의 열화상을 측정한 후, 상기 보정된 기준온도에 해당하는 기준객체 열화상의 최고온도지점과 타겟객체 열화상을 대비하여, 해당 타겟객체의 체온을 도출할 수 있다.

한편, 오차 보정 단계가 전술한 고정물 온도 보정치(C1') 산출 단계를 더 포함할 경우, 본 발명의 온도보정용 고정물은 PTC 소자를 포함하는 발열체로 구성될 수 있다. 상기 경우, 발열체의 온도는 디지털 온도 센서에 의해 측정될 수 있다.

참고로, PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자는 퀴리온도 이상이 되면 급격하게 전기저항이 상승하는 특성을 갖는 반도체 소자로서, 전압이 인가되면 주위온도에 관계없이 일정한 발열 온도를 유지하는 자기 온도 제어기능이 있다.

이처럼 PTC 소자로 이루어지는 발열체는 PTC 소자로 구성되는 세라믹 발열체로 구성될 수 있으며, 상기 경우 PTC 세라믹 발열체는 알루미나 기판, 저항 발열체 및 리드가 접합된 단자로 구성될 수 있다.

(2) 제2 방법

도 8은 본 발명의 제2 방법에 따른 오차 보정 단계의 처리 순서도이다. 도 8을 참조하면, 제2 방법에 따른 오차 보정 단계는 열화상 센서(50)를 보정하는 방법으로서, 온도보정용 고정물의 제3 열화상 측정 단계(S200), 온도보정용 고정물의 제4 열화상 측정 단계(S210), 픽셀 보정치 산출 단계(S220), 열화상 센서 보정 단계(S230)를 포함한다.

온도보정용 고정물의 제3 열화상 측정 단계(S200)는 열화상 센서(50)로부터 소정 거리를 두고 떨어져 있는 온도보정용 고정물(400)의 열화상을 측정하여 픽셀보정 기준값을 설정하는 단계이다. 이하에서는, 단계'S200'에서 측정하는 온도보정용 고정물(400)의 열화상을 '제3 열화상'이라 칭하기로 한다.

단계'S200'의 온도보정용 고정물(400)은 주변환경 변화 및 시간경과에 따른 온도 변화를 최소화할 수 있는 물체로 형성될 수 있으며, 상세한 내용은 단계'S100'에서 설명한 제1,2 실시예의 온도보정용 고정물(400)과 동일하게 구성될 수 있다.

이러한 온도보정용 고정물의 제3 열화상 측정 단계(S200)는 기준온도 설정 단계(S10)에서 기준객체(100)의 열화상 측정시 이와 동시에 수행되거나, 기준객체(100)의 열화상 측정 직전 또는 직후에 수행될 수도 있다.

전술한 바와 같은 온도보정용 고정물(400)의 제3 열화상을 측정하면, 해당 측정 열화상(즉, 제3 열화상)의 온도값을 '픽셀보정 기준값'으로 설정한다.

온도보정용 고정물(400)의 제4 열화상 측정 단계(S210)는 단계'S200'에서 픽셀보정 기준값을 설정하고 소정 시간이 경과된 후 온도보정용 고정물(400)의 열화상을 다시 측정하는 단계이다. 이하에서는, 단계'S210'과 같이 단계'S200'을 수행한 이후에 다시 측정하는 온도보정용 고정물(400)의 열화상을 '제4 열화상'이라 칭하기로 한다.

온도보정용 고정물의 제4 열화상 측정 단계(S210)는 일정 시간 간격(예컨대, 20분 간격)마다 주기적으로 수행될 수 있다. 상기 경우, 일정 시간 간격마다 온도보정용 고정물(400)의 제4 열화상 측정하고, 이렇게 일정 주기로 측정되는 제4 열화상을 단계'S200'의 제1 열화상과 비교하여 열화상 센서(50)의 픽셀(Pixel)을 주기적으로 보정함으로써, 주변환경변화 내지 시간경과 등에 따른 오차없이 항시 이동객체의 체온을 정확히 측정할 수 있게 된다.

또 다른 실시예에 따르면, 온도보정용 고정물의 제4 열화상 측정 단계(S210)는 전술한 타겟객체 체온 감지 단계(S30)에서 수행될 수 있다. 상기 경우, 단계'S210'은 단계'S200'의 픽셀보정 기준값의 설정이 완료된 후, 단계'S30'에서 타겟객체(300)의 열화상을 측정할 때 온도보정용 고정물(400)의 열화상(즉, 제4 열화상)을 함께 측정하도록 구성될 수 있다.

픽셀 보정치 산출 단계(S220)는 단계'S200'에서 측정한 제3 열화상과 단계'S210'에서 측정한 제4 열화상을 이용하여 열화상 센서(50)의 픽셀(Pixel)을 보정하기 위한 픽셀 보정치(C2)를 산출하는 단계이다.

이러한 픽셀 보정치(C2)는 다음의 수학식 4에 따라 산출될 수 있다.

수학식 4

T3 - T4 = C2

(여기서, T3: 단계'S200'의 픽셀보정 기준값(즉, 단계'S200'에서 측정한 온도보정용 고정물의 제3 열화상의 온도값), T4: 단계'S210'에서 측정한 온도보정용 고정물의 제4 열화상의 온도값, C2: 픽셀 보정치)

열화상 센서 보정 단계(S230)는 단계'S220'에서 산출된 픽셀 보정치(C2)를 이용하여 열화상 센서(50)의 픽셀(Pixel)을 보정하는 단계이다.

열화상 센서(50)의 픽셀의 보정은 열화상 센서(50)의 모든 픽셀(Pixel)에 대하여 단계'S220'의 픽셀 보정치(C2)를 가감하여 보상하는 방식으로 수행된다.

예컨대, 주변환경 내지 시간경과(일예로, 낮에서 저녁으로 변경)에 의해 열화상 센서(50)의 감도가 변화된 경우를 가정한다.

상기 경우, 단계'S10'에서 설정한 기준온도는 감도변화 발생 전의 열화상 센서(50)를 이용하여 기준객체(100)의 열화상을 측정한 후 설정한 것이므로, 감도변화 발생 후에도 타겟객체(300)의 체온을 정확히 감지하기 위해서는 감도변화가 발생된 열화상 센서(50)의 보정이 필요하다. 이와 같은 열화상 센서(50)의 보정은 단계'S220'의 픽셀 보정치(C2)를 이용하여 수행될 수 있다.

예컨대, 단계'S220'에서 산출된 픽셀 보정치(C2)가 '0.7'이라고 가정하면, 열화상 센서(50)의 모든 픽셀(예컨대, 도 9의 경우 4800개의 픽셀)에 상기 픽셀 보정치(C2) '0.7'을 더하여 보상하는 방식으로 열화상 센서(50)의 보정이 수행될 수 있다.

전술한 바와 같은 과정을 통해 열화상 센서(50)의 픽셀 보정이 완료되면, 보정된 열화상 센서(50)를 이용하여 타겟객체 체온 감지 단계(S30)를 수행한다.

상기 경우, 타겟객체 체온 감지 단계(S30)는 단계'S230'의 보정된 열화상 센서(50)를 이용하여 타겟객체(300)의 열화상을 측정한 후, 해당 타겟객체(300) 열화상을 기준온도에 해당하는 기준객체(100) 열화상의 최고온도지점과 대비하여, 해당 타겟객체(300) 열화상의 온도를 산출할 수 있고, 이로써 타겟객체(300)의 체온을 감지할 수 있게 된다.

한편, 전술한 오차 보정 단계의 온도보정용 고정물(400)은 열화상 센서(50)의 전체 픽셀(Pixel) 중 일부 픽셀(이하, '온도보정용 픽셀'이라 함)에 의해 측정되는 물체에 해당한다. 이에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명에 따른 열화상 센서의 픽셀들을 나타낸 일례이다. 도 9 예시의 열화상 센서(50)는 80×60 픽셀(Pixel)로 이루어져 있다. 상기 경우, 4800개의 전체 픽셀 중 "X=65~80, Y=1~10"에 해당하는 픽셀이 온도보정용 픽셀 그룹(G1)에 해당한다. 상기 경우, 열화상 센서(50)로 온도보정용 고정물(400)을 촬영시, 해당 온도보정용 고정물(400)은 적어도 절반 이상이 상기 온도보정용 픽셀 그룹(G1) 영역 내에 위치할 수 있도록 구성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 온도보정용 픽셀 그룹(G1)은 열화상 센서(50)의 전체 픽셀(Pixel) 중 코너 영역에 위치하는 픽셀 그룹일 수 있다.

그리고, 상기 온도보정용 픽셀 그룹(G1) 중 일부 픽셀을 온도보정용 픽셀로 사용하도록 구성된다. 예컨대, 온도보정용 픽셀 그룹(G1)이 "X=65~80, Y=1~10"이라 가정하면, 온도보정용 픽셀은 "X=65~80, Y=1~10"의 픽셀 그룹(G1) 중에서 온도보정용 고정물(400) 영역 내에 위치하는 픽셀로 선택될 수 있다. 바람직하게는, 온도보정용 픽셀 그룹 중 중심부에 있는 픽셀이 온도보정용 픽셀로 사용될 수 있고, 상기 경우 "X=75,Y=5"에 해당하는 픽셀이 온도보정용 픽셀에 해당하게 된다.

단계'S100'과 단계'S200'의 제1 및 제3 열화상은 이러한 온도보정용 픽셀에 의해 측정되는 것이고, 단계'S100'과 단계'S200'의 온도보정 기준값과 픽셀보정 기준값은 이와 같이 측정된 제1 및 제3 열화상의 온도값에 근거해 설정되는 것이다. 마찬가지로, 단계'S110'과 단계'S210'의 제2 및 제4 열화상 역시 전술한 온도보정용 픽셀에 의해 측정되는 것이다.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 제2 방법의 오차 보정 단계는 고정물 온도 보정치(C2') 산출 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 경우 전술한 픽셀 보정치(C2)에 상기 고정물 온도 보정치(C2')를 반영한 최종 픽셀 보정치(C1'')를 이용하여 기준온도를 보정하도록 구성된다.

고정물 온도 보정치(C2') 산출 단계는 온도보정용 고정물의 온도 변화값을 다음의 수학식 5에 따라 산출하도록 구성된다.

수학식 5

T3' - T4' = C2'

(여기서, T3': 픽셀보정 기준값을 측정할 때 온도보정용 고정물의 온도, T4': 제4 열화상을 측정할 때 온도보정용 고정물의 온도, C2': 고정물 온도 보정치)

상기 경우, 열화상 센서 보정 단계(S230)는 픽셀 보정치(C2)에 고정물 온도 보정치(C2')를 반영한 최종 픽셀 보정치(C2'')를 이용하여 열화상 센서를 보정하도록 구성된다. 여기서, 상기 최종 픽셀 보정치(C2'')는 다음의 수학식 6에 따라 산출될 수 있다.

수학식 6

C2 - C2' = C2''

(여기서, C2: 픽셀 보정치, C2': 고정물 온도 보정치, C2'': 최종 픽셀 보정치)

전술한 방법을 통해, 최종 픽셀 보정치(C2'')가 도출되고 이를 통해 열화상 센서의 보정이 완료되면, 이와 같이 보정된 열화상 센서를 이용하여 해당 타겟객체의 체온을 보다 정확히 측정할 수 있게 된다.

한편, 최종 픽셀 보정치(C2'')를 이용하여 열화상 센서를 보정하는 방법은 열화상 센서의 모든 픽셀에 대하여 최종 픽셀 보정치(C2'')를 가감하는 방식으로 수행될 수 있다.

그리고, 이와 같이 보정된 열화상 센서로 타겟객체의 열화상을 측정한 후, 기준온도에 해당하는 기준객체 열화상의 최고온도지점과 타겟객체의 열화상을 대비하여, 해당 타겟객체의 체온을 도출할 수 있다.

한편, 오차 보정 단계가 전술한 고정물 온도 보정치(C2') 산출 단계를 더 포함할 경우, 본 발명의 온도보정용 고정물은 PTC 소자를 포함하는 발열체(예컨대, 세라믹 히터)로 구성될 수 있다. 상기 경우, 발열체의 온도는 디지털 온도 센서에 의해 측정될 수 있다.

상기에서 설명 및 도시한 본 발명에 따른 이동객체 체온 감지 방법은 프로그램 형태로 기록되어 전기 전자 장치를 통해 실현될 수 있다. 여기서, 상기 전기 전자 장치란 대표적으로 노트북 내지 데스크톱 컴퓨터를 지칭하며, 이 외에 스마트폰 등의 휴대단말기와 같이 중앙처리장치와 디스플레이를 구비하는 전기 전자 장치라면 이를 모두 포함한다. 그리고, 이와 같은 전기전자장치는 열화상 센서(50)가 연결되어 있다.

상기 경우, 본 발명의 기록 매체는 전기 전자 장치에, 전술한 기준객체(100)의 열화상 중 최고온도 특성을 나타내는 최고온도지점(110)을 정상체온범위의 온도(즉, 전술한 기준온도)로 설정하는 기능과, 디스플레이부의 표시화면(15) 내에서 구획되는 포커스 영역(200)을 설정하는 기능과, 표시화면(15)에 표시되고 있는 적어도 하나 이상의 이동객체 중 상기 포커스 영역(200) 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 이동객체(이하, '타겟객체'라 함)의 열화상을 측정하는 기능과, 기준객체(100)에 설정된 기준온도를 이용하여 타겟객체의 체온을 감지하는 기능(이하, '기능 A'라 함)을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기전자장치로 읽을 수 있는 매체로 제공될 수 있다.

본 발명의 기록 매체는 오차 보정 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기전자장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 오차를 보정하는 기능은, 열화상 센서(50)로부터 거리를 두고 위치하는 온도보정용 고정물(400)의 열화상(이하, '제1 열화상'이라 함)을 측정하여, 상기 제1 열화상의 온도값을 온도보정 기준값으로 설정하는 기능과, 상기 온도보정 기준값을 설정하고 소정시간 경과 후 또는 타겟객체(300)의 열화상 측정시 온도보정용 고정물(400)의 열화상(이하, '제2 열화상'이라 함)을 다시 측정하여, 다음 수학식 1에 의한 온도 보정치(C1)를 산출하는 기능과, 상기 온도 보정치(C1)를 이용하여 상기 기준온도를 보정하는 기능(이하 '기능 B'라 함)를 포함한다.

그리고, 상기 기능 A는, 상기 기능 B에 의해 보정된 기준온도를 이용하여 해당 타겟객체(300)의 체온을 감지하도록 구성된다.

수학식 1

T1 - T2 = C1

(여기서, T1: 온도보정 기준값, T2: 제2 열화상의 온도값, C1: 온도 보정치)

제2 실시예에 따르면, 오차를 보정하는 기능은, 열화상 센서(50)로부터 거리를 두고 위치하는 온도보정용 고정물(400)의 열화상(이하, '제3 열화상'이라 함)을 측정하여, 상기 제3 열화상의 온도값을 픽셀보정 기준값으로 설정하는 기능과, 상기 픽셀보정 기준값을 설정하고 소정시간 경과 후 또는 타겟객체(300)의 열화상 측정시 상기 온도보정용 고정물(400)의 열화상(이하, '제4 열화상'이라 함)을 다시 측정하여, 다음 수학식 4에 의한 픽셀 보정치(C2)를 산출하는 기능과, 상기 픽셀 보정치(C2)를 이용하여 열화상 센서(50)를 보정하는 기능(이하 '기능 C'라 함)를 포함한다.

상기 경우, 상기 제3 열화상과 상기 제4 열화상은 열화상 센서(50)의 전체 픽셀(Pixel) 중 일부 픽셀에 의해 측정되는 것이다.

그리고, 상기 기능 A는, 상기 기능 C에 의해 보정된 열화상 센서(50)로 타겟객체(300)의 열화상을 측정하여 해당 타겟객체의 체온을 감지하도록 구성된다.

수학식 4

T3 - T4 = C2

(여기서, T3: 픽셀보정 기준값, T4: 제4 열화상의 온도값, C2: 픽셀 보정치)

본 발명의 기록 매체는 전술한 최고온도지점(110)의 현재 열화상 색(즉, 전술한 제1 색)을 정상체온의 온도에 부합하는 열화상 색(즉, 전술한 제2 색)으로 변환하는 기능과, 상기 제1 색을 상기 제2 색으로 변환 시 사용된 색 변환치를 적용하여, 전술한 기준객체(100)의 열화상의 나머지 지점들의 열화상 색을 각각 변환하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기전자장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

본 발명의 기록 매체는 전술한 제1 색을 전술한 제2 색으로 변환 시 사용된 색 변환치를 적용하여, 전술한 타겟객체(300)의 감지 체온에 따른 각 지점별 열화상 색을 표현하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기전자장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

본 발명의 기록 매체는 전술한 기준온도보다 더 높은 온도(즉, 경고온도)를 설정하는 기능과, 전술한 타겟객체(300)의 감지 체온이 상기 경고온도 이상에 해당하는 이벤트의 발생시, 상기 이벤트에 대한 알림을 출력하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기전자장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

10: 디스플레이부 15: 표시화면
20: 신호 처리부 30: 이미지 변환부
40: 제어부 50: 열화상 센서
60: 연결단자 100: 기준객체
110: 최고온도지점 200: 포커스 영역
300: 타겟객체 400: 온도보정용 고정물

Claims (26)

1. 디스플레이부를 구비하는 전기전자장치와 연결되는 열화상 센서를 이용하여 이동객체의 체온을 감지하는 방법으로서,
   정상체온의 기준객체를 대상으로 상기 열화상 센서에 의해 상기 기준객체의 열화상을 측정한 후, 상기 기준객체의 열화상 중 최고온도 특성을 나타내는 최고온도지점에 정상체온범위의 온도(이하, '기준온도'라 칭함)를 지정하는 단계;
   상기 디스플레이부의 표시화면 내에서 구획되는 포커스 영역을 설정하는 단계; 및
   상기 표시화면에 표시되고 있는 적어도 하나의 이동객체 중 상기 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 이동객체(이하, '타겟객체'라 함)를 대상으로 하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 단계(이하, '단계 A'라 함)를 포함하고,
   상기 단계 A는,
   상기 열화상 센서에 의해 상기 타겟객체의 열화상을 측정한 후,
   상기 타겟객체의 열화상을, 상기 기준온도가 지정된 상기 최고온도지점과 대비하여 상기 타겟객체의 열화상의 온도를 산출함으로써 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 최고온도지점에 상기 기준온도를 지정하는 단계와 상기 단계 A 사이에, 오차 보정 단계를 더 포함하고,
   상기 오차 보정 단계는,
   상기 열화상 센서로부터 거리를 두고 위치하는 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제1 열화상'이라 함)을 측정하여, 상기 제1 열화상의 온도값을 온도보정 기준값으로 설정하는 단계;
   상기 온도보정 기준값을 설정하고 소정시간 경과 후 또는 상기 타겟객체의 열화상 측정시 상기 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제2 열화상'이라 함)을 다시 측정하여, 다음 수학식 1에 의한 온도 보정치(C1)를 산출하는 단계; 및
   상기 온도 보정치(C1)를 이용하여 상기 기준온도를 보정하는 단계(이하 '단계 B'라 함)를 포함하고,
   상기 단계 A는,
   상기 단계 B에 의해 보정된 기준온도를 이용하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
   수학식 1
   T1 - T2 = C1
   (여기서, T1: 상기 온도보정 기준값, T2: 상기 제2 열화상의 온도값, C1: 온도 보정치)
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 열화상은 상기 기준객체의 열화상을 측정시 함께 측정하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
   
4. 제2 항에 있어서,
   상기 단계 B는,
   상기 기준온도에서 상기 온도 보정치(C1)를 가감하는 방식으로 상기 기준온도를 보정하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
   
5. 제2 항에 있어서,
   상기 오차 보정 단계는,
   상기 온도 보정치(C1)를 산출하는 단계와 상기 단계 B 사이에, 상기 온도보정용 고정물의 온도 변화값(이하, '고정물 온도 보정치(C1')'라 함)을 다음의 수학식 2에 따라 산출하는 단계를 더 포함하고,
   상기 단계 B는,
   상기 온도 보정치(C1)에 상기 고정물 온도 보정치(C1')를 반영한 최종 온도 보정치(C1'')를 이용하여 상기 기준온도를 보정하고,
   상기 단계 A는,
   상기 단계 B에 의해 보정된 기준온도를 이용하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
   수학식 2
   T1' - T2' = C1'
   (여기서, T1': 상기 온도보정 기준값을 측정할 때 상기 온도보정용 고정물의 온도, T2': 상기 제2 열화상을 측정할 때 상기 온도보정용 고정물의 온도, C1': 고정물 온도 보정치)
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 최종 온도 보정치(C1'')는 다음의 수학식 3에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
   수학식 3
   C1 - C1' = C1''
   (여기서, C1: 온도 보정치, C1': 고정물 온도 보정치, C1'': 최종 온도 보정치)
   
7. 제5 항 또는 제6 항에 있어서,
   상기 단계 B는,
   상기 기준온도에서 상기 최종 온도 보정치(C1'')를 가감하는 방식으로 상기 기준온도를 보정하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
   
8. 삭제
9. 제1 항에 있어서,
   상기 최고온도지점에 상기 기준온도를 지정하는 단계와 상기 단계 A 사이에, 오차 보정 단계를 더 포함하고,
   상기 오차 보정 단계는,
   상기 열화상 센서로부터 거리를 두고 위치하는 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제3 열화상'이라 함)을 측정하여, 상기 제3 열화상의 온도값을 픽셀보정 기준값으로 설정하는 단계;
   상기 픽셀보정 기준값을 설정하고 소정시간 경과 후 또는 상기 타겟객체의 열화상 측정시 상기 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제4 열화상'이라 함)을 다시 측정하여, 다음 수학식 4에 의한 픽셀 보정치(C2)를 산출하는 단계; 및
   상기 픽셀 보정치(C2)를 이용하여 상기 열화상 센서를 보정하는 단계(이하 '단계 C'라 함)를 포함하고,
   상기 제3 열화상과 상기 제4 열화상은,
   상기 열화상 센서에 의해 측정되는 것이고,
   상기 단계 A는,
   상기 단계 C에 의해 보정된 열화상 센서로 상기 타겟객체의 열화상을 측정하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
   수학식 4
   T3 - T4 = C2
   (여기서, T3: 상기 픽셀보정 기준값, T4: 상기 제4 열화상의 온도값, C2: 픽셀 보정치)
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 열화상은 상기 기준객체의 열화상을 측정시 함께 측정하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
11. 삭제
12. 제9 항에 있어서,
    상기 오차 보정 단계는,
    상기 픽셀 보정치(C2)를 산출하는 단계와 상기 단계 C 사이에, 상기 온도보정용 고정물의 온도 변화값(이하, '고정물 온도 보정치(C2')'라 함)을 다음의 수학식 5에 따라 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 단계 C는,
    상기 픽셀 보정치(C2)에 상기 고정물 온도 보정치(C2')를 반영한 최종 픽셀 보정치(C2'')를 이용하여 상기 열화상 센서를 보정하고,
    상기 단계 A는,
    상기 단계 C에 의해 보정된 상기 열화상 센서를 이용하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    수학식 5
    T3' - T4' = C2'
    (여기서, T3': 상기 픽셀보정 기준값을 측정할 때 상기 온도보정용 고정물의 온도, T4': 상기 제4 열화상을 측정할 때 상기 온도보정용 고정물의 온도, C2': 고정물 온도 보정치)
    
13. 제12 항에 있어서,
    상기 최종 픽셀 보정치(C2'')는 다음의 수학식 6에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    수학식 6
    C2 - C2' = C2''
    (여기서, C2: 픽셀 보정치, C2': 고정물 온도 보정치, C2'': 최종 픽셀 보정치)
    
14. 삭제
15. 제2 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 온도보정용 고정물은 수지재, 섬유재, 플라스틱 또는 목재로 형성되는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
16. 제5 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 온도보정용 고정물은 PTC 소자를 포함하는 발열체로 형성되는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
17. 제2 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 온도보정용 고정물은 상기 열화상 센서에 의해 촬영되는 건물의 일부 영역인 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
18. 제9 항에 있어서,
    상기 단계 C는,
    상기 열화상 센서의 모든 픽셀에 대하여 상기 픽셀 보정치(C2)를 가감하는 방식으로 상기 열화상 센서를 보정하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
19. 제12 항 또는 제13 항에 있어서,
    상기 단계 C는,
    상기 열화상 센서의 모든 픽셀에 대하여 상기 최종 픽셀 보정치(C2'')를 가감하는 방식으로 상기 열화상 센서를 보정하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
20. 제9 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 단계 A는,
    상기 단계 C에서 보정된 열화상 센서에 의해 상기 타겟객체의 열화상을 측정하는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
21. 제1 항, 제2 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 기준객체는 상기 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
22. 제1 항, 제2 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 기준온도를 지정하는 단계는,
    상기 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 상기 기준객체를 대상으로 상기 기준온도를 지정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
23. 제22 항에 있어서,
    상기 포커스 영역은 제1 포커스 영역과 제2 포커스 영역을 포함하는 다수 개로 설정되고,
    상기 기준온도는,
    상기 열화상 센서로부터 제1 거리에 있는 제1 기준객체와 상기 제1 거리와 상이한 제2 거리에 있는 제2 기준객체를 이용하여, 제1 기준온도와 제2 기준온도를 포함하는 다수 개로 지정되고,
    상기 기준온도를 지정하는 단계는,
    상기 제1 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 상기 제1 기준객체를 대상으로 상기 제1 기준온도를 지정하고,
    상기 제2 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 상기 제2 기준객체를 대상으로 상기 제2 기준온도를 지정하며,
    상기 단계 A는,
    상기 제1 기준온도를 이용하여, 상기 제1 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 제1 이동객체의 체온을 감지하고,
    상기 제2 기준온도를 이용하여, 상기 제2 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 제2 이동객체의 체온을 감지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열화상 센서를 이용한 이동객체 체온 감지 방법.
    
24. 디스플레이부와 제어부를 구비하고, 열화상 센서가 연결되는 전기전자장치에,
    정상체온의 기준객체를 대상으로 상기 열화상 센서에 의해 측정된 상기 기준객체의 열화상 중 최고온도 특성을 나타내는 최고온도지점에 정상체온범위의 온도(이하, '기준온도'라 칭함)를 설정하는 기능;
    상기 디스플레이부의 표시화면 내에서 구획되는 포커스 영역을 설정하는 기능;
    상기 표시화면에 표시되고 있는 적어도 하나 이상의 이동객체 중 상기 포커스 영역 내에 얼굴 전체가 포함되어 있는 이동객체(이하, '타겟객체'라 함)에 대하여, 상기 열화상 센서에 의해 상기 타겟객체의 열화상을 측정하는 기능; 및
    상기 타겟객체의 열화상을, 상기 기준온도가 설정된 상기 최고온도지점과 대비하여 상기 타겟객체의 열화상의 온도를 산출함으로써 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 기능(이하, '기능 A'라 함)을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기전자장치로 읽을 수 있는 매체.
    
25. 제24 항에 있어서,
    상기 최고온도지점에 상기 기준온도를 설정하는 기능과 상기 기능 A 사이에, 오차를 보정하는 기능을 더 포함하고,
    상기 오차를 보정하는 기능은,
    상기 열화상 센서로부터 거리를 두고 위치하는 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제1 열화상'이라 함)을 측정하여, 상기 제1 열화상의 온도값을 온도보정 기준값으로 설정하는 기능;
    상기 온도보정 기준값을 설정하고 소정시간 경과 후 또는 상기 타겟객체의 열화상 측정시 상기 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제2 열화상'이라 함)을 다시 측정하여, 다음 수학식 1에 의한 온도 보정치(C1)를 산출하는 기능; 및
    상기 온도 보정치(C1)를 이용하여 상기 기준온도를 보정하는 기능(이하 '기능 B'라 함)를 포함하고,
    상기 기능 A는,
    상기 기능 B에 의해 보정된 기준온도를 이용하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 것을 특징으로 하는 전기전자장치로 읽을 수 있는 매체.
    수학식 1
    T1 - T2 = C1
    (여기서, T1: 상기 온도보정 기준값, T2: 상기 제2 열화상의 온도값, C1: 온도 보정치)
    
26. 제24 항에 있어서,
    상기 최고온도지점에 상기 기준온도를 설정하는 기능과 상기 기능 A 사이에, 오차를 보정하는 기능을 더 포함하고,
    상기 오차를 보정하는 기능은,
    상기 열화상 센서로부터 거리를 두고 위치하는 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제3 열화상'이라 함)을 측정하여, 상기 제3 열화상의 온도값을 픽셀보정 기준값으로 설정하는 기능;
    상기 픽셀보정 기준값을 설정하고 소정시간 경과 후 또는 상기 타겟객체의 열화상 측정시 상기 온도보정용 고정물의 열화상(이하, '제4 열화상'이라 함)을 다시 측정하여, 다음 수학식 4에 의한 픽셀 보정치(C2)를 산출하는 기능; 및
    상기 픽셀 보정치(C2)를 이용하여 상기 열화상 센서를 보정하는 기능(이하 '기능 C'라 함)를 포함하고,
    상기 제3 열화상과 상기 제4 열화상은,
    상기 열화상 센서에 의해 측정되는 것이고,
    상기 기능 A는,
    상기 기능 C에 의해 보정된 열화상 센서로 상기 타겟객체의 열화상을 측정하여 상기 타겟객체의 체온을 감지하는 것을 특징으로 하는 전기전자장치로 읽을 수 있는 매체.
    수학식 4
    T3 - T4 = C2
    (여기서, T3: 상기 픽셀보정 기준값, T4: 상기 제4 열화상의 온도값, C2: 픽셀 보정치)

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