KR102614389B1 - 고 프레임률 영상 획득 장치 및 방법 - Google Patents

고 프레임률 영상 획득 장치 및 방법 Download PDF

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KR102614389B1 KR1020230047968A KR20230047968A KR102614389B1 KR 102614389 B1 KR102614389 B1 KR 102614389B1 KR 1020230047968 A KR1020230047968 A KR 1020230047968A KR 20230047968 A KR20230047968 A KR 20230047968A KR 102614389 B1 KR102614389 B1 KR 102614389B1
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조수형
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한화시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은, 관심 영역을 향하여 배치되는 광학부, 광학부를 통과하는 광을 분리하고 복수의 광축을 따라 진행시킬 수 있도록 배치되는 분리부, 분리된 광을 검출하여 관심 영역에 대한 영상 프레임을 생성할 수 있도록 복수의 광축에 각각 배치되는 복수개의 검출부 및 검출부의 광을 검출하는 시점(point of time)을 다르게 제어할 수 있도록 복수개의 검출부에 연결되는 제어부를 포함하는 영상 획득 장치와, 이에 적용되는 영상 획득 방법으로서, 구성부의 프레임률의 한계를 넘어서는 고 프레임률로 열영상을 획득할 수 있는, 영상 획득 장치 및 방법이 제시된다.

Description

고 프레임률 영상 획득 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ACQUIRING THERMAL IMAGE WITH HIGH FRAME RATE}
본 발명은 고 프레임률 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구성부의 프레임률의 한계를 넘어서는 고 프레임률로 영상을 획득할 수 있는 고 프레임률 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.
열영상 카메라는 피사체 및 배경으로부터 방출되는 적외선을 검출하여 그 형상을 열영상화하는 것으로, 육안으로 관측하기 어려운 어두운 환경에서도 명확하게 피사체 및 배경을 관측할 수 있기 때문에, 주야간에 상시 경계 태세를 갖추어야 하는 군부대에서 탐지 장비로 널리 사용된다.
한편, 탐지 장비는 열영상 카메라와 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 열영상 카메라는 관심 영역을 시간의 경과에 따라 연속으로 촬영하고, 관심 영역에 대한 복수개의 열영상 프레임을 생성한다. 또한, 컴퓨팅 장치는 촬영된 열영상 프레임을 신호처리하여 관심 영역 내 표적을 탐지하고, 신호처리된 열영상 프레임의 상관관계를 판단하여 표적을 추적한다. 이때, 컴퓨팅 장치는 시간의 경과에 따라, 이전 열영상 프레임의 표적과 그 다음 열영상 프레임의 표적 간의 상관관계를 판단한다. 따라서, 열영상 카메라가 초당 획득하는 열영상 프레임의 개수가 많을수록, 즉, 열영상 카메라의 프레임률이 높을수록 컴퓨팅 장치가 표적을 정밀하게 추적할 수 있다.
그런데, 일반적으로 열영상 카메라의 프레임률은 60 FPS(frame per second) 이다. 즉, 1초동안 60개의 열영상 프레임을 생성한다. 따라서, 열영상 카메라의 프레임률에 따라서 탐지 장비의 성능의 한계가 정해지는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
KR 10-1420130 B1 KR 10-1569041 B1
본 발명은 구성부의 프레임률의 한계를 넘어서는 고 프레임률로 영상을 획득할 수 있는 고 프레임률 영상 획득 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 영상 획득 장치는, 관심 영역을 향하여 배치되는 광학부; 상기 광학부를 통과하는 광을 분리하고 복수의 광축을 따라 진행시킬 수 있도록 배치되는 분리부; 분리된 광을 검출하여 상기 관심 영역에 대한 영상 프레임을 생성할 수 있도록 상기 복수의 광축에 각각 배치되는 복수개의 검출부; 및 검출부가 광을 검출하는 시점(point of time)을 다르게 제어할 수 있도록 상기 복수개의 검출부에 연결되는 제어부;를 포함한다.
상기 분리부의 개수는 1개 이상일 수 있다.
상기 분리부는 입사되는 제1광을 투과 및 반사시켜서 상기 제1광보다 세기가 작은 제2광 및 제3광으로 분리할 수 있도록 필터 부재를 가질 수 있다.
상기 필터 부재는 상기 광학부에 대해 경사지게 배치되고, 상기 필터 부재의 광 투과면은 상기 복수개의 검출부 중 제1검출부와 마주보고, 상기 필터 부재의 광 반사면은 상기 복수개의 검출부 중 제2검출부와 마주볼 수 있다.
상기 분리부의 개수가 1개이면, 오차 범위내에서, 상기 복수개의 검출부는 상기 분리부로부터 동일 거리 이격될 수 있다.
상기 분리부의 개수가 2개 이상이면, 오차 범위내에서, 상기 광학부로부터 각 검출부까지 광이 진행하는 거리가 동일하도록 상기 2개 이상의 분리부와 상기 복수개의 검출부 간의 이격 거리가 정해질 수 있다.
상기 복수개의 검출부는 동일한 프레임률(frame rate)을 가질 수 있다.
상기 제어부는 동기신호를 이용하여 상기 복수개의 검출부의 광 검출 시점을 제어할 수 있다.
상기 복수개의 검출부에서 각각 복수개씩 생성된 영상 프레임을 통합할 수 있도록 상기 복수개의 검출부와 연결되는 병합부;를 포함할 수 있다.
상기 병합부는 동일한 시간의 경과에 따라 상기 복수개의 검출부에서 각각 복수개씩 생성된 영상 프레임을 영상 프레임이 생성된 시점을 기준으로 순서대로 나열하여 하나의 영상 프레임 세트를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 영상 획득 방법은, 관심 영역 내의 피사체 및 배경으로부터 방출되는 광을 통과시키는 과정; 상기 광을 분리하고 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정; 상기 복수의 광축 상에서 분리된 광을 상기 복수의 광축별로 광을 검출하는 시점(point of time)을 다르게 하여 각각 검출하는 과정; 및 각각 검출된 광을 이용하여 상기 관심 영역에 대한 영상 프레임을 각각 생성하는 과정;을 포함한다.
상기 광을 통과시키는 과정은, 상기 광을 광학부에 통과시키는 과정;을 포함하고, 상기 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정은, 상기 광을 분리부에 입사시키는 과정; 상기 분리부로 입사되는 광을 투과 및 반사시키는 과정; 투과된 광과 반사된 광을 서로 다른 광축을 따라 진행시키는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정은, 투과된 광과 반사된 광 중 선택된 광을 다른 분리부에 입사시키는 과정; 상기 다른 분리부로 입사되는 광을 투과 및 반사시키는 과정; 상기 다른 분리부로 입사된 후 투과된 광과 상기 다른 분리부로 입사된 후 반사된 광을 서로 다른 광축을 따라 진행시키는 과정;을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정은, 오차 범위내에서, 상기 광학부를 기준으로 동일한 거리만큼 광을 진행시키는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 분리된 광을 복수의 광축별로 광을 검출하는 시점을 다르게 하여 각각 검출하는 과정은, 동기신호를 이용하여, 동일한 프레임률로 동일한 시간의 경과에 따라 상기 복수의 광축에서 광을 순서대로 반복하여 검출하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 광축에서 광을 순서대로 반복하여 검출하는 과정은, 상기 프레임률에 대응하는 주기(T)로 상기 동기신호를 생성하는 과정; 상기 복수의 광축 중 제1광축에 배치된 검출부에 T0 시간부터 상기 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 검출하는 과정; 상기 복수의 광축 중 제2광축에 배치된 검출부에 T0 + (T/2) 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 검출하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 광축에서 광을 순서대로 반복하여 검출하는 과정은, 상기 프레임률에 대응하는 주기(T)로 상기 동기신호를 생성하는 과정; 상기 복수의 광축 중 제k광축에 배치된 검출부에 T0 + (k×(T/N)) 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 검출하는 과정;을 더 포함할 수 있다.
여기서, k = 1, 2, 3, ... , N 이고, N은 광축의 개수이고, T0는 시작 시간일 수 있다.
상기 복수의 광축 상에서 각각 검출되는 광으로부터 생성된 영상 프레임을 통합하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 영상 프레임을 통합하는 과정은, 일 시점(tP)에 검출된 광으로부터 생성된 영상 프레임이 상대적으로 앞에 위치하고, 상기 일 시점의 다음 시점(tP+1)에 검출된 광으로부터 생성된 영상 프레임이 상대적으로 뒤에 위치하도록, 복수개의 영상 프레임을 순서대로 나열하여 하나의 영상 프레임 세트를 생성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 광은 원적외선 광을 포함하고, 상기 영상 프레임은 열영상 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 복수의 광축에 복수개의 검출부를 배치하고, 동일한 관심 영역으로부터 방출되는 광을 복수의 광축이 만나는 지점에서 분리하여 복수의 광축을 따라 각각 진행시킬 수 있다. 또한, 복수개의 검출부에서 광을 검출하는 시점(point of time)을 다르게 하여 복수개의 광을 각각 검출하고, 동일한 관심 영역에 대한 영상 프레임을 생성할 수 있다. 따라서, 각 검출부에서, 동일한 관심 영역에 대한 다른 시점의 영상 프레임을 생성할 수 있다. 이로부터, 주어진 경과 시간 내에서, 검출부 각각의 최대 프레임률보다 높은 프레임률(즉, 최대 프레임률 × 검출부 개수에 해당하는 프레임률)로 동일한 관심 영역에 대한 영상 프레임을 생성할 수 있고, 생성된 영상 프레임의 시점 즉, 광 검출 시점(촬영 시점이라고도 한다)을 모두 다르게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 복수개의 검출부에서 각각 복수개씩 생성된 영상 프레임을 통합할 수 있다. 이에, 동일한 관심 영역에 대해, 동일한 시간의 경과에 따라 영상 프레임이 생성된 시점을 기준으로 나열된 하나의 영상 프레임 세트를 고 프레임률로 생성할 수 있다. 이로부터, 고 프레임률로 생성된 영상 프레임 세트를 이용하여, 관심 영역 내의 표적을 정밀하게 추적할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 장치 및 이를 포함하는 탐지 장비의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 장치에서 생성되는 영상 프레임 및 영상 프레임 세트를 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 방법을 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명은 구성부의 프레임률의 한계를 넘어서는 고 프레임률로 영상을 획득할 수 있는 고 프레임률 영상 획득 장치 및 방법(이하, 영상 획득 장치 및 방법이라고 한다)에 관한 것이다.
이하에서는 군부대의 탐지 장비에 적용되는 경우를 예시하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 장치 및 방법을 비냉각 원적외선 카메라를 이용한 고속 프레임률 영상 획득 장치 및 방법이라고 지칭할 수도 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 장치 및 방법은 원적외선을 검출하여 이로부터 원적외선 열영상을 획득할 수 있다.
물론, 이하에서 설명되는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 장치 및 방법은 X선 광, 자외선 광, 가시광선 광, 근적외선 광, 중적외선 광 등 다앙한 파장의 광을 검출하여 X선 영상, 자외선 영상, 가시광선 영상, 근적외선 열영상, 중적외선 열영상 등 다양한 종류의 영상을 획득하는 것에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 장치 및 이를 포함하는 탐지 장비의 개략도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 장치에서 생성되는 영상 프레임 및 영상 프레임 세트를 보여주는 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 탐지 장비(1000)는 영상 획득 장치(100) 및 표적 추적 장치(200)를 포함한다. 탐지 장비(1000)는 원적외선 광을 검출하여 원적외선 열영상을 획득할 수 있고, 이로부터 표적을 탐지 및 추적할 수 있다.
영상 획득 장치(100)는 관심 영역(A)을 촬영할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 영상 획득 장치(100)는 관심 영역(A)으로부터 방출되는 광을 검출할 수 있고, 검출되는 광을 이용하여 영상 프레임 세트를 생성할 수 있다. 또한, 영상 획득 장치(100)는 관심 영역(A)을 향하여 설치될 수 있다. 이때, 관심 영역(A)은 지상, 공중 또는 해상에 정의된 소정 크기의 공간일 수 있다. 관심 영역(A) 내에는 배경(BG) 및 피사체가 존재할 수 있다. 피사체 중 적어도 일부는 타겟(TG)에 해당할 수 있다.
영상 획득 장치(100)는 표적 추적 장치(200)와 연결될 수 있다. 예컨대 연결 방식은 무선통신 방식 및 유선통신 방식 중 적어도 하나의 방식을 포함할 수 있다. 영상 획득 장치(100)는 영상 프레임 세트를 표적 추적 장치(200)로 송신할 수 있다. 영상 프레임 세트는 관심 영역(A) 내 표적(TG)의 탐지, 피아식별 및 추적에 사용될 수 있다. 한편, 영상 프레임 세트는 원적외선 열영상 프레임 세트일 수 있다. 이를 위해, 영상 획득 장치(100)는 관심 영역(A)으로부터 방출되는 원적외선 광을 검출할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 장치(100)는 광학부(10), 분리부(20), 복수개의 검출부(30) 및 제어부(40)를 포함한다. 또한, 영상 획득 장치(100)는 병합부(50)를 포함할 수 있다.
광학부(10)는 관심 영역(A)으로부터 방출되는 광을 분리부(20)로 진행시키는 역할을 한다. 광은 원적외선 광을 포함할 수 있다. 관심 영역(A)으로부터 방출되고 광학부(10)를 통과하는 원적외선 광을 제1광(IR1) 혹은 입사광이라고 지칭할 수 있다. 광학부(10)는 관심 영역(A)을 향하여 배치될 수 있다. 광학부(10)는 하나 이상의 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 이때, 광학 렌즈의 종류, 개수, 조합 및 배치구조는 다양할 수 있다.
분리부(20)는 광학부(10)를 통과하여 분리부(20)로 입사되는 광을 복수의 광으로 분리하는 역할과, 분리되는 복수의 광을 복수의 광축을 따라 각각 진행시키는 역할을 한다. 분리부(20)는 광학부(10)의 후방에서 광학부(10)의 광축에 배치될 수 있다. 이때, 광학부(10)의 광축을 제1광축(L1) 혹은 입사광축이라고 지칭할 수 있다. 또한, 광학부(10)에서 관심 영역(A)을 향하는 방향을 전방이라고 하고, 그 반대 방향을 후방이라고 할 수 있다. 이에 따르면, 제1광(IR1)은 제1광축(L1)을 따라 후방으로 진행하여 분리부(20)에 입사될 수 있다.
분리부(20)는 입사되는 제1광(IR1)을 투과 및 반사시켜서 제1광(IR1)보다 세기(혹은, 에너지 크기)가 작은 제2광(IR2) 및 제3광(IR3)으로 분리할 수 있다. 제2광(IR2)을 투과광이라고 지칭할 수도 있고, 제3광(IR3)을 반사광이라고 지칭할 수도 있다. 또한, 분리부(20)는 제2광(IR2)을 제2광축(L2)을 따라 진행시킬 수 있고, 제3광(IR3)을 제3광축(L3)을 따라 진행시킬 수 있다.
한편, 제1광축(L1)의 길이와 제2광축(L2)의 길이의 합은 제1광축(L1)의 길이와 제3광축(L3)의 길이의 합과 오차 범위내에서 동일할 수 있다. 따라서, 복수개의 검출부(30)에서 제2광(IR2) 및 제3광(IR3)을 검출할 때, 광을 검출하는 시점(point of time)이 광축의 길이에 영향을 받는 것을 방지할 수 있다.
분리부(20)는 필터 부재를 가질 수 있다. 분리부(20)는 필터 부재를 이용하여 제1광(IR1)을 제2광(IR2) 및 제3광(IR3)으로 분리할 수 있다. 필터 부재는 100%보다 작고 0%보다 큰 소정 크기의 반사율을 가질 수 있다. 필터 부재는 글라스 재질의 플레이트에 전술한 소정 크기의 반사율을 가지는 물질을 필름 형태로 도포함으로써 마련할 수 있다. 물론, 필터 부재를 마련하는 방식은 다양할 수 있다. 예컨대 필터 부재가 50%의 반사율을 가지면, 제1광(IR1)의 세기의 50%에 해당하는 제3광(IR3)을 반사할 수 있고, 제1광(IR1)의 세기의 50%에 해당하는 제2광(IR2)을 투과시킬 수 있다. 한편, 제1광(IR1)이 필터 부재에 흡수되는 양은 반사 및 투과되는 양에 비하여 미량일 수 있다. 이에, 여기서는 흡수량을 고려한 반사율과 투과율의 구체적 수치를 제시하지 않는다. 또한, 위에서 제시된 수치는 실시 예의 설명을 위한 일 예시일 뿐으로, 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.
분리부(20)의 필터 부재는 광학부(10)의 광축 예컨대 제1광축(L1)에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 또한, 필터 부재의 광 투과면은 복수개의 검출부(30) 중에서 제1검출부와 마주볼 수 있고, 필터 부재의 광 반사면은 복수개의 검출부(30) 중에서 제2검출부와 마주볼 수 있다. 이에, 제1광(IR1)은 필터 부재의 광 반사면으로 입사될 수 있고, 그에 따라, 광 투과면으로부터 제1검출부로 제2광(IR2)이 진행할 수 있고, 광 반사면으로부터 제2검출부로 제3광(IR3)이 진행할 수 있다. 한편, 분리부(20)를 예컨대 광속 분리기라고 지칭할 수도 있다.
한편, 필터 부재의 광 투과면의 기하학적 형상, 광 반사면의 기하학적 형상, 필터 부재의 표면에 형성되는 필름의 물성과 적층구조, 필터 부재의 개수, 필터 부재의 배치 등을 조절하여 분리부(30)가 광을 분리하는 방식을 다양하게 변형할 수도 있다.
검출부(30)는 광을 검출하고, 이로부터 영상 프레임을 생성하는 역할을 한다. 검출부(30)의 개수는 복수개일 수 있다. 복수개의 검출부(30)는 동일한 프레임률(frame rate)을 가질 수 있다. 예컨대 복수개의 검출부(30)는 60 FPS(frame per second)의 동일한 프레임률을 가질 수 있다. 즉, 복수개의 검출부(30) 각각은 1초동안 60개의 열영상 프레임을 생성할 수 있다. 물론, 복수개의 검출부(30)는 15 FPS의 동일한 프레임률을 가질 수도 있다. 즉, 서로 동일한 프레임률을 가지는 것을 만족하는 범주 내에서, 검출부(30)의 프레임률은 다양할 수 있다. 한편, 이하에서는 복수개의 검출부(30)가 15 FPS의 동일한 프레임률을 가지는 것을 기준으로, 실시 예를 설명한다. 그러나 이하에서 설명되는 내용은 복수개의 검출부(30)가 60FPS의 동일한 프레임률을 가지는 경우에도 동일 혹은 유사하게 적용될 수 있다.
검출부(30)는 초점면을 가질 수 있고, 분리부(20)로부터 투과 또는 반사되는 광을 초점면에 결상시켜 관심 영역(A)의 영상 프레임을 생성할 수 있다. 구체적으로 검출부(30)는 초점면에 원적외선 광을 결상시켜 원적외선 열영상 프레임을 생성할 수 있다. 이때, 검출부(30)의 프레임률이 15 FPS이면, 검출부(30)마다 1초당 15개씩 시간의 경과에 따라 영상 프레임을 계속하여 주기적으로 생성할 수 있고, 검출부(30)의 프레임률이 60 FPS이면, 검출부(30)마다 1초당 60개씩 시간의 경과에 따라 영상 프레임을 계속하여 주기적으로 생성할 수 있다. 한편, 검출부(30)는 예컨대 비냉각식 원적외선 카메라를 포함할 수 있다. 물론, 검출부(30)는 냉각식 중적외선 카메라를 포함할 수도 있다. 즉, 검출부(30)는 검출하고자 하는 광의 파장에 따라 그 종류가 다양할 수 있다.
검출부(30)는 광학부(10)를 이용하여 광을 집속하여 초점 면에 광을 결상시킬 수 있다. 물론, 검출부(30)는 광의 집속을 위한 별도의 대물 렌즈를 더 구비할 수도 있다. 검출부(30)가 광의 집속을 위한 대물 렌즈를 더 구비하는 경우, 광학부(10)는 분리부(20)로 광을 안내하는 것에 집중할 수 있다. 이에, 광의 진행이 더욱 원활할 수 있다.
한편, 분리부(20)의 개수와, 분리부(20)에서 광을 분리하는 방식에 따라, 검출부(30)의 개수가 정해질 수 있다.
예컨대 분리부(20)의 개수가 1개이고, 분리부(20)가 입사되는 광을 2개의 광축으로 분리하는 방식이면, 검출부(30)는 2개일 수 있다. 그리고 분리부(20)의 개수가 1개이고, 분리부(20)가 입사되는 광을 3개의 광축으로 분리하는 방식이면, 검출부(30)의 개수는 3개일 수 있다.
또한, 분리부(20)의 개수가 2개이고, 분리부(20)가 입사되는 광을 2개의 광축으로 분리하는 방식이면, 검출부(30)는 3개일 수 있다. 그리고 분리부(20)의 개수가 2개이고, 분리부(20)가 입사되는 광을 3개의 광축으로 분리하는 방식이면, 검출부(30)의 개수는 5개일 수 있다.
또한, 분리부(20)의 개수가 3개이고, 분리부(20)가 입사되는 광을 2개의 광축으로 분리하는 방식이면, 검출부(30)는 4개일 수 있다. 그리고 분리부(20)의 개수가 3개이고, 분리부(20)가 입사되는 광을 3개의 광축으로 분리하는 방식이면, 검출부(30)의 개수는 7개일 수 있다.
즉, 분리부(20)의 개수는 1개 이상일 수 있고, 그에 따라 검출부(30)의 개수는 분리부(20)의 개수보다 많을 수 있다. 또한, 분리부(20)가 분리하는 광축의 개수가 증가할수록 분리부(20)와 검출부(30)의 개수의 차이도 커질 수 있다.
이하에서는 분리부(20)의 개수가 1개이고, 분리부(20)가 입사되는 광을 2개의 광축으로 분리하는 방식인 것을 기준으로 하여, 실시 예를 이어서 설명한다.
그러나, 이하에서 설명되는 내용은 분리부(20)의 개수와, 분리부(20)가 광을 분리하는 방식이 다른 경우에도 유사하게 혹은 동일하게 적용될 수 있다.
검출부(30)의 개수는 복수개 예컨대 2개일 수 있다. 보다 구체적으로 설명하자면 복수개의 검출부(30)는 제1검출부 및 제2검출부를 포함할 수 있다. 이때, 제1검출부는 제2광축(L2)에 배치될 수 있고, 제2검출부는 제3광축(L3)에 배치될 수 있다. 또한, 오차 범위내에서, 제1검출부와 제2검출부는 분리부(20)로부터 동일 거리 이격될 수 있다. 즉, 분리부(20)의 개수가 1개이면, 오차 범위내에서, 복수개의 검출부(30)는 분리부(20)로부터 동일 거리 이격될 수 있다.
제어부(40)는 검출부(30)의 광을 검출하는 시점(point of time)을 제어하는 역할을 한다. 광을 검출하는 시점을 촬영 시점이라고 지칭할 수도 있다. 더욱 구체적으로 제어부(40)는 복수개 예컨대 2개의 검출부(30)의 광을 검출하는 시점이 서로 다르도록, 각 검출부(30)의 광을 검출하는 시점을 제어할 수 있다.
이를 위해, 제어부(40)는 유선통신 방식 및 무선통신 방식 중 적어도 하나의 방식으로 복수개의 검출부(30)와 연결될 수 있고, 복수개의 검출부(30)의 광 검출 시점을 제어하기 위한 동기신호를 생성하여, 복수개의 검출부(30)로 송신할 수 있다. 이때, 복수개의 검출부(30)는 동기신호를 입력받을 수 있고, 동기신호를 입력받는 시간에 광을 검출하는 방식으로, 제어부(40)에 의해 광을 검출하는 시점이 제어될 수 있다. 이와 같이, 제어부(40)는 동기신호를 이용하여 복수개의 검출부(30)의 광 검출 시점을 제어할 수 있다.
예컨대 도 2를 참조하면, 검출부(30)의 프레임률이 15 FPS이면, 제어부(40)는 동기신호를 15㎐의 주기로 생성할 수 있다. 또한, 제어부(40)는 제1검출부에 1/15초에 한번씩 동기신호(S1)를 송신할 수 있고, 제1검출부는 1/15초에 한번씩 광을 검출하여 영상 프레임을 생성할 수 있다. 이에, 제1검출부는 1초동안 15개의 제1 영상 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 제2검출부에도 1/15초에 한번씩 동기신호를 송신할 수 있다. 이때, 제어부(40)는 제1검출부에 동기신호를 최초로 송신한 시간인 T0시간으로부터 1/30초가 지난 시점부터, 제2검출부로 1/15초에 한번씩 동기신호(S2)를 송신할 수 있다. 이에, T0시간으로부터 1/30초가 지난 시점부터, 제2검출부는 1초동안 15개의 제2 영상 프레임을 생성할 수 있다.
이와 같이, 제어부(40)는 검출부(30)의 프레임률(FPS)에 대응하는 주기(T)로 동기신호(S1, S2)를 생성할 수 있고, 제1검출부에 T0 시간부터 동기신호(S1)를 인가하고, 제2검출부에는 T0 + (T/2) 시간부터 동기신호(S2)를 인가하여, 제1검출부와 제2검출부의 광 검출 시점을 제어함으로써, 이들 검출부의 광 검출 시점을 서로 다르게 제어할 수 있다. 한편, 검출부(30)의 프레임률(FPS)이 15 FPS일 때, 이에 대응하는 주기(T)는 1/15 초일 수 있다.
병합부(50)는 복수개의 검출부(30)에서 각각 복수개씩 생성된 영상 프레임을 통합하는 역할을 한다. 또한, 병합부(50)는 통합된 하나의 영상 프레임 세트를 표적 추적 장치(200)로 송신하는 역할을 한다. 이를 위해, 병합부(50)는 복수개의 검출부(30) 및 표적 추적 장치(200)와 연결될 수 있다. 또한, 병합부(50)는 동일한 시간의 경과(t)에 따라 복수개의 검출부(30)에서 각각 복수개씩 생성된 영상 프레임을 영상 프레임이 생성된 시점을 기준으로 순서대로 나열하여 하나의 영상 프레임 세트를 생성할 수 있다(도 2 참조).
표적 추적 장치(200)는 병합부(50)와 연결될 수 있다. 표적 추적 장치(200)는 병합부(50)로부터 영상 프레임 세트를 입력받을 수 있다. 표적 추적 장치(200)는 영상 프레임 세트를 신호 처리하여 배경으로부터 객체를 분리하고, 객체를 피아식별하여 표적을 탐지하고, 영상 프레임 세트의 프레임별로 표적의 상관관계를 분석하여 표적을 추적할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예의 변형 예에 따르면, 영상 획득 장치(100)는 보정부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 보정부에는 분리부(20)의 반사율 및 투과율 정보가 저장될 수 있다. 또한, 보정부는 분리부(20)의 반사율 정보에 따라 반사광의 광 검출 결과값을 보정하여 줄 수 있고, 분리부(20)의 투과율 정보에 따라 투과광의 광 검출 결과값을 보정하여 줄 수 있다. 예컨대 분리부(20)의 반사율이 50%이면 반사광을 검출하는 검출부의 초점 면 내의 각 픽셀들에서 각기 측정되는 측정값 예컨대 저항값을 50%의 반사율에 해당하는 소정의 비율만큼 증가시킬 수 있다. 이에, 반사광으로부터 생성되는 영상 프레임이 선명해질 수 있다. 이와 마찬가지로, 투과광의 광 검출 결과도 보정하여 줄 수 있다. 나아가, 반사광으로부터 생성한 영상 프레임과 투과광으로부터 생성한 영상 프레임의 선명도를 오차 범위내에서 동일 혹은 유사하게 맞춰줄 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 다른 변형 예에 따르면, 영상 획득 장치(100)는 분리부(20)의 개수가 복수개 예컨대 2개일 수 있다. 이때, 복수개의 분리부(20)는 제1분리부 및 제2분리부를 포함할 수 있다. 여기서, 분리부(20)가 입사되는 광을 2개의 광축으로 분리하는 방식일 경우, 제1분리부가 제1광축(L1)에 배치될 수 있고, 제2분리부가 제2광축(L2) 또는 제3광축(L3)에 배치될 수 있다. 그리고, 분리부(20)가 입사되는 광을 3개의 광축으로 분리하는 방식일 경우, 제1분리부가 제1광축(L1)에 배치될 수 있고, 제2분리부가 제2광축(L2), 제3광축(L3) 또는 제4광축에 배치될 수 있다.
그에 따라, 복수개의 검출부(30)의 개수는 3개 또는 5개일 수 있다. 즉, 복수개의 검출부(30)는 제1검출부 내지 제3검출부, 또는 제1검출부 내지 제5검출부를 포함할 수 있다. 또한, 복수개의 검출부는 복수개의 분리부로부터 연장되는 복수개의 광축에 각각 배치될 수 있다.
또한, 오차 범위내에서, 광학부(10)로부터 각 검출부(30)까지 광이 진행하는 거리가 동일하도록 복수개의 분리부(20)와 복수개의 검출부(30) 간의 이격 거리가 정해질 수 있다.
또한, 제어부(40)는 검출부(30)의 프레임률(FPS)에 대응하는 주기(T)로 동기신호를 생성할 수 있고, 제1검출부에 T0 시간부터 동기신호를 인가하고, 제2검출부에는 T0 + (1 × (T/3)) 시간부터 동기신호를 인가하고, 제3검출부에는 T0 + (2 × (T/3)) 시간부터 동기신호를 인가하여, 제1검출부와 제2검출부와 제3검출부의 광 검출 시점을 제어할 수 있다. 또는, 제어부(40)는 제1검출부에 T0 시간부터 동기신호를 인가하고, 제2검출부에는 T0 + (1 × (T/5)) 시간부터 동기신호를 인가하고, 제3검출부에는 T0 + (2 × (T/5)) 시간부터 동기신호를 인가하고, 제4검출부에는 T0 + (3 × (T/5)) 시간부터 동기신호를 인가하고, 제5검출부에는 T0 + (4 × (T/5)) 시간부터 동기신호를 인가하여, 제1검출부 내지 제5검출부의 광 검출 시점을 서로 다르게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 또 다른 변형 예들에서는 분리부(20)의 개수가 3개, 4개 등 다양할 수 있다. 또한, 그에 따라, 검출부(40)의 개수, 배치도 다양할 수 있고, 제어부(40)가 동기신호를 송신하는 방식도 다양할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 방법을 보여주는 순서도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 방법을 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 방법은, 관심 영역(A) 내의 피사체 및 배경(BG)으로부터 방출되는 광을 통과시키는 과정(S100), 통과되는 광을 분리하고 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정(S200), 복수의 광축별로 광을 검출하는 시점(point of time)을 다르게 하여 복수의 광축 상에서 분리된 광을 각각 검출하는 과정(S300) 및 각각 검출된 광을 이용하여 관심 영역(A)에 대한 영상 프레임을 각각 생성하는 과정(S400)을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 방법은, 복수의 광축 상에서 각각 검출되는 광으로부터 생성된 영상 프레임을 통합하는 과정(S500)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 방법은, 본 발명의 실시 예에 따른 전술한 영상 획득 장치에 적용될 수 있다. 물론, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 획득 방법이 적용되는 장치는 그 구성과 방식이 다양하게 구현될 수 있다.
광은 원적외선 광을 포함할 수 있다. 그에 따라, 영상 프레임은 열영상 프레임을 포함할 수 있고, 보다 구체적으로 원적외선 열영상 프레임을 포함할 수 있다.
관심 영역(A) 내의 피사체 및 배경(BG)으로부터 방출되는 광을 통과시키는 과정(S100)을 수행한다. 이때, 관심 영역(A)으로부터 방출되는 제1광(IR1)을 관심 영역(A)을 향하여 배치된 광학부(10)에 통과시킬 수 있다.
통과되는 광을 분리하고 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정(S200)을 수행한다. 즉, 광학부(10)를 통과하는 제1광(IR1)을 제1광축(L1)을 따라 진행시켜 분리부(20)로 입사시킬 수 있다. 또한, 분리부(20)의 필터 부재를 이용하여 분리부(20)로 입사되는 제1광(IR1)을 광 투과면 및 광 반사면을 이용하여 제2광(IR2) 및 제3광(IR3)으로 투과 및 반사시킬 수 있다. 그리고 투과된 광과 반사된 광을 서로 다른 광축을 따라 진행시킬 수 있다. 즉, 제2광(IR2)을 제2광축(L2)을 따라 진행시킬 수 있고, 제3광(IR3)을 제3광축(L3)을 따라 진행시킬 수 있다. 이때, 제2광(IR2)의 광 세기는 제1광(IR1)의 광 세기보다 작을 수 있다. 또한, 제3광(IR2)의 광 세기도 제1광(IR1)의 광 세기보다 작을 수 있다. 또한, 오차 범위내에서, 제2광(IR2)의 광 세기와 제3광(IR2)의 광 세기의 합은 제1광(IR1)의 광 세기보다 작거나 같을 수 있다. 그리고 오차 범위내에서 제2광(IR2)의 광 세기와 제3광(IR2)의 광 세기는 같거나 다를 수 있다. 이때, 오차 범위내에서, 광학부(10)를 기준으로 동일한 거리만큼 광을 진행시킬 수 있다.
여기서, 동일한 거리만큼 광을 진행시킨다는 것은, 제1광(IR1)과 제2광(IR2)의 진행 거리의 합이, 제1광(IR1)과 제3광(IR3)의 진행 거리의 합과, 오차 범위내에서 동일 혹은 유사하도록 광을 진행시키는 것을 의미한다.
한편, 투과된 광과 반사된 광 중 선택된 광을 다른 분리부에 입사시키는 과정과, 다른 분리부로 입사되는 광을 투과 및 반사시키는 과정과, 다른 분리부로 입사된 후 투과된 광과 다른 분리부로 입사된 후 반사된 광을 서로 다른 광축을 따라 진행시키는 과정을 더 포함할 수 있다. 예컨대 제2광(IR2) 또는 제3광(IR3)을 제2분리부에 입사시키고, 제2분리부로 입사되는 제2광(IR2)을 제2-1광 및 제2-2광으로 투과 및 반사시키거나, 또는, 제2분리부로 입사되는 제3광(IR3)을 제3-1광 및 제3-2광으로 투과 및 반사시킬 수 있다. 그리고, 제2-1광 및 제2-2광과 제3광(IR3)을 서로 다른 광축을 따라 진행시키거나, 제2광(IR2)과 제3-1광 및 제3-2광을 서로 다른 광축을 따라 진행시킬 수 있다. 이때에도, 오차 범위내에서, 광학부(10)를 기준으로 동일한 거리만큼 광을 진행시킬 수 있다.
복수의 광축별로 광을 검출하는 시점(point of time)을 다르게 하여 복수의 광축 상에서 분리된 광을 각각 검출하는 과정(S300)을 수행한다. 즉, 동기신호를 이용하여, 동일한 프레임률로 동일한 시간의 경과에 따라 복수의 광축에서 광을 순서대로 반복하여 검출할 수 있다. 구체적으로, 검출부(30)의 프레임률에 대응하는 주기(T)로 동기신호를 생성할 수 있다. 검출부(30)의 프레임률이 15 FPS 이면, 1/15 초의 주기로 동기신호를 생성하고, 출부(30)의 프레임률이 60 FPS 이면, 1/60 초의 주기로 동기신호를 생성할 수 있다. 또한, 복수의 광축 중 제1광축에 배치된 검출부에 T0 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 주기적으로 검출할 수 있다. 또한, 복수의 광축 중 제2광축에 배치된 검출부에 T0 + (T/2) 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 주기적으로 검출할 수 있다.
한편, 복수개의 검출부(30)가 배출된 광축의 개수가 3개일 때에는, 복수의 광축 중 제1광축에 배치된 검출부에 T0 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 주기적으로 검출할 수 있다. 또한, 복수의 광축 중 제2광축에 배치된 검출부에 T0 + (1 × (T/3)) 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 주기적으로 검출할 수 있다. 또한, 복수의 광축 중 제3광축에 배치된 검출부에 T0 + (2 × (T/3)) 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 주기적으로 검출할 수 있다.
이처럼, 상기 복수의 광축에서 광을 순서대로 반복하여 검출하는 과정에서는, 프레임률에 대응하는 주기(T)로 동기신호를 생성하고, 복수의 광축 중 제k광축에 배치된 검출부에 T0 + (k×(T/N)) 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 주기적으로 검출할 수 있다. 여기서, k = 1, 2, 3, ... , N 일 수 있다. 또한, N은 광축의 개수일 수 있다. 또한, T0는 시작 시간일 수 있다.
이후, 각각 검출된 광을 이용하여 관심 영역(A)에 대한 영상 프레임을 각각 생성하는 과정(S400)을 수행한다. 즉, 각 검출부(30)가 입력받는 동기신호의 입력시점에 맞춰서, 각 검출부(30)의 초점 면으로 각 광을 결상시키고, 초점 면의 픽셀별 온도 변화에 따른 저항 값의 변화를 감지하여, 관심 영역(A)에 대한 영상 프레임을 각각 주기적으로 생성할 수 있다. 물론, 광을 검출하고, 영상 프레임을 생성하는 방식은 다양할 수 있다.
이후, 복수의 광축 상에서 각각 검출되는 광으로부터 생성된 영상 프레임을 통합하는 과정(S500)을 수행한다. 구체적으로, 일 시점(tP)에 검출된 광으로부터 생성된 영상 프레임이 상대적으로 앞에 위치하고, 일 시점의 다음 시점(tP+1)에 검출된 광으로부터 생성된 영상 프레임이 상대적으로 뒤에 위치하도록, 복수개의 영상 프레임을 순서대로 나열하여 하나의 영상 프레임 세트를 생성할 수 있다.
예컨대 제1검출부에서 T0시점부터 1초 동안 1/15 초의 주기로 15개 혹은 1/60 초의 주기로 60개의, 제1번 내지 제15번 영상 프레임 혹은 제1번 내지 제60번 영상 프레임이 순차적으로 생성되고, 제2검출부에서 T0 + (T/2) 시점부터 1초 동안 1/15 초의 주기로 15개 혹은 1초 동안 1/60 초의 주기로 60개의, 제1번 내지 제15번 영상 프레임 혹은 제1번 내지 제60번 영상 프레임이 순차적으로 생성되는 경우, 병합부(50)는, 제1검출부에서 T0시점에 생성된 제1번 영상 프레임을 가장 앞에 위치시키고, 제2검출부에서 T0 + (T/2) 시점에 생성된 제1번 영상 프레임을 그 다음 순서로 위치시키고, 다시 제1 검출부에서 생성된 제2번 영상 프레임을 그 다음 순서로 위치시키고, 다시 제2 검출부에서 생성된 제2번 영상 프레임을 그 다음 순서로 위치시키는 방식으로, 복수개의 영상 프레임을 순서대로 나열하여 하나의 영상 프레임 세트를 생성할 수 있다(도 2 참조).
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적 방법을 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 표적 추적 방법은, 본 발명의 실시 예에 따른 전술한 영상 획득 방법의 관심 영역(A) 내의 피사체 및 배경(BG)으로부터 방출되는 광을 통과시키는 과정(S100)과, 통과되는 광을 분리하고 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정(S200)과, 복수의 광축별로 광을 검출하는 시점(point of time)을 다르게 하여 복수의 광축 상에서 분리된 광을 각각 검출하는 과정(S300)과 각각 검출된 광을 이용하여 관심 영역(A)에 대한 영상 프레임을 각각 생성하는 과정(S400), 및 복수의 광축 상에서 각각 검출되는 광으로부터 생성된 영상 프레임을 통합하는 과정(S500)을 포함하는 것에 더하여, 통합된 영상 프레임 세트를 신호 처리하여 관심 영역(A) 내의 표적을 탐지, 피아식별 및 추적하는 과정을 더 포함할 수 있다.
통합된 영상 프레임 세트를 신호 처리하여 관심 영역(A) 내의 표적을 탐지, 피아식별 및 추적하는 과정은, 예컨대 통합된 영상 프레임 세트의 각 영상 프레임을 신호 처리하여 영상 프레임 내의 객체를 배경으로부터 분리하고, 각 객체를 식별하고, 식별된 객체를 피아식별하여 표적을 인식하고, 표적 번호를 부여할 수 있다. 또한, 전체 영상 프레임에 대하여, 영상 프레임별로 식별된 표적의 상관관계를 분석하여 표적을 추적할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 동일한 관심 영역(A)으로부터 방출되는 광(예컨대 원적외선)을 복수의 광으로 분리하고, 분리된 광을 시차가 다르게 주기적으로 촬영해서 생성되는 영상 프레임을 각 영상 프레임의 광 검출 시점의 순서대로 나열하여 하나의 영상 프레임 세트로 통합할 수 있다. 따라서, 검출부(30)의 프레임률보다 높은 프레임률 예컨대 2배 이상의 높은 프레임률로 영상 프레임 세트를 생성할 수 있다. 이에, 높은 프레임률의 영상 프레임 세트를 이용하여 관심 영역 내의 표적 추적 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 광학부 20: 분리부
30: 검출부 40: 제어부
50: 병합부

Claims (20)

  1. 관심 영역을 향하여 배치되는 광학부;
    상기 광학부를 통과하는 광을 분리하고 복수의 광축을 따라 진행시킬 수 있도록 배치되는 분리부;
    분리된 광을 검출하여 상기 관심 영역에 대한 영상 프레임을 생성할 수 있도록 상기 복수의 광축에 각각 배치되는 복수개의 검출부; 및
    검출부가 광을 검출하는 시점(point of time)을 다르게 제어할 수 있도록 상기 복수개의 검출부에 연결되는 제어부;를 포함하고,
    상기 분리부는 입사되는 제1광을 투과 및 반사시켜서 상기 제1광보다 세기가 작은 제2광 및 제3광으로 분리할 수 있도록 필터 부재를 가지는 영상 획득 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리부의 개수는 1개 이상인 영상 획득 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터 부재는 상기 광학부에 대해 경사지게 배치되고,
    상기 필터 부재의 광 투과면은 상기 복수개의 검출부 중 제1검출부와 마주보고, 상기 필터 부재의 광 반사면은 상기 복수개의 검출부 중 제2검출부와 마주보는 영상 획득 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 분리부의 개수가 1개이면,
    오차 범위내에서, 상기 복수개의 검출부는 상기 분리부로부터 동일 거리 이격되는 영상 획득 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 분리부의 개수가 2개 이상이면,
    오차 범위내에서, 상기 광학부로부터 각 검출부까지 광이 진행하는 거리가 동일하도록 상기 2개 이상의 분리부와 상기 복수개의 검출부 간의 이격 거리가 정해지는 영상 획득 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 검출부는 동일한 프레임률(frame rate)을 가지는 영상 획득 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 동기신호를 이용하여 상기 복수개의 검출부의 광 검출 시점을 제어할 수 있는 영상 획득 장치.
  9. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수개의 검출부에서 각각 복수개씩 생성된 영상 프레임을 통합할 수 있도록 상기 복수개의 검출부와 연결되는 병합부;를 포함하는 영상 획득 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 병합부는 동일한 시간의 경과에 따라 상기 복수개의 검출부에서 각각 복수개씩 생성된 영상 프레임을 영상 프레임이 생성된 시점을 기준으로 순서대로 나열하여 하나의 영상 프레임 세트를 생성하는 영상 획득 장치.
  11. 관심 영역 내의 피사체 및 배경으로부터 방출되는 광을 통과시키는 과정;
    상기 광을 분리하고 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정;
    상기 복수의 광축 상에서 분리된 광을 상기 복수의 광축별로 광을 검출하는 시점(point of time)을 다르게 하여 각각 검출하는 과정; 및
    각각 검출된 광을 이용하여 상기 관심 영역에 대한 영상 프레임을 각각 생성하는 과정;을 포함하고,
    상기 광을 통과시키는 과정은,
    상기 광을 광학부에 통과시키는 과정;을 포함하고,
    상기 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정은,
    상기 광을 분리부에 입사시키는 과정;
    상기 분리부로 입사되는 광을 투과 및 반사시키는 과정;
    투과된 광과 반사된 광을 서로 다른 광축을 따라 진행시키는 과정;을 포함하는 영상 획득 방법.
  12. 삭제
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정은,
    투과된 광과 반사된 광 중 선택된 광을 다른 분리부에 입사시키는 과정;
    상기 다른 분리부로 입사되는 광을 투과 및 반사시키는 과정;
    상기 다른 분리부로 입사된 후 투과된 광과 상기 다른 분리부로 입사된 후 반사된 광을 서로 다른 광축을 따라 진행시키는 과정;을 더 포함하는 영상 획득 방법.
  14. 청구항 11 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 복수의 광축을 따라 진행시키는 과정은,
    오차 범위내에서, 상기 광학부를 기준으로 동일한 거리만큼 광을 진행시키는 과정;을 포함하는 영상 획득 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 분리된 광을 복수의 광축별로 광을 검출하는 시점을 다르게 하여 각각 검출하는 과정은,
    동기신호를 이용하여, 동일한 프레임률로 동일한 시간의 경과에 따라 상기 복수의 광축에서 광을 순서대로 반복하여 검출하는 과정;을 포함하는 영상 획득 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 복수의 광축에서 광을 순서대로 반복하여 검출하는 과정은,
    상기 프레임률에 대응하는 주기(T)로 상기 동기신호를 생성하는 과정;
    상기 복수의 광축 중 제1광축에 배치된 검출부에 T0 시간부터 상기 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 검출하는 과정;
    상기 복수의 광축 중 제2광축에 배치된 검출부에 T0 + (T/2) 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 검출하는 과정;을 포함하는 영상 획득 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 복수의 광축에서 광을 순서대로 반복하여 검출하는 과정은,
    상기 프레임률에 대응하는 주기(T)로 상기 동기신호를 생성하는 과정;
    상기 복수의 광축 중 제k광축에 배치된 검출부에 T0 + (k×(T/N)) 시간부터 동기신호를 인가하고 인가되는 동기신호에 맞춰 해당 검출부에서 광을 검출하는 과정;을 더 포함하는 영상 획득 방법.
    (여기서, k = 1, 2, 3, ... , N 이고, N은 광축의 개수이고, T0는 시작 시간임)
  18. 청구항 11, 청구항 13, 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 광축 상에서 각각 검출되는 광으로부터 생성된 영상 프레임을 통합하는 과정;을 포함하는 영상 획득 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 영상 프레임을 통합하는 과정은,
    일 시점(tP)에 검출된 광으로부터 생성된 영상 프레임이 상대적으로 앞에 위치하고, 상기 일 시점의 다음 시점(tP+1)에 검출된 광으로부터 생성된 영상 프레임이 상대적으로 뒤에 위치하도록, 복수개의 영상 프레임을 순서대로 나열하여 하나의 영상 프레임 세트를 생성하는 과정;을 포함하는 영상 획득 방법.
  20. 청구항 11, 청구항 13, 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 광은 원적외선 광을 포함하고,
    상기 영상 프레임은 열영상 프레임을 포함하는 영상 획득 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101420130B1 (ko) 2012-10-19 2014-08-13 국방과학연구소 영상처리기반의 피아식별시스템 및 이의 제어방법
KR101569041B1 (ko) 2014-06-02 2015-11-13 국방과학연구소 주야간 해양 안전관리 장치
KR20200090391A (ko) * 2019-01-21 2020-07-29 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈 및 이의 이미지 생성 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101420130B1 (ko) 2012-10-19 2014-08-13 국방과학연구소 영상처리기반의 피아식별시스템 및 이의 제어방법
KR101569041B1 (ko) 2014-06-02 2015-11-13 국방과학연구소 주야간 해양 안전관리 장치
KR20200090391A (ko) * 2019-01-21 2020-07-29 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈 및 이의 이미지 생성 방법

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