KR20090062015A - 실시간 멀티밴드 카메라 시스템 - Google Patents

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KR20090062015A
KR20090062015A KR1020070129087A KR20070129087A KR20090062015A KR 20090062015 A KR20090062015 A KR 20090062015A KR 1020070129087 A KR1020070129087 A KR 1020070129087A KR 20070129087 A KR20070129087 A KR 20070129087A KR 20090062015 A KR20090062015 A KR 20090062015A
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전병덕
김종환
야스히로 히사모토
권태형
김응남
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주식회사 세다스미디어
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof

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Abstract

본 발명은 실시간 멀티밴드 카메라 시스템에 관한 것으로서, 광파가 유입되는 렌즈부와, 상기 렌즈부를 통해 유입된 상기 광파를 파장에 따라 투과 또는 반사하는 다이크로닉 미러(Dichroic Mirror)와, 상기 다이크로닉 미러에 의해 투과된 광파를 제1 전기신호로 변환하는 제1 촬상부와, 상기 다이크로닉 미러에 의해 반사된 광파를 제2 전기신호로 변환하는 제2 촬상부와, 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 전송하기 위한 제1 인터페이스부를 갖는 멀티밴드 카메라와; 상기 제1 인터페이스와 연결되어 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 수신하는 제2 인터페이스부와, 화면 상에 표시되는 그래픽 유저 인터페이스를 제공하며 상기 제2 인터페이스부를 통해 수신된 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 가공하여 상기 그래픽 유저 인터페이스를 통해 이미지로 표시하는 응용 프로그램을 갖는 프로그램 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 한번 촬영으로 촬영된 영상의 적외선 대역, 가시광선 대역 및 자외선 대역 중 두 개의 대역의 다른 영상을 동시에 취득하고, 이를 실시간으로 PC나 PDP 같은 프로그램 단말기에서 확인 가능하게 된다.

Description

실시간 멀티밴드 카메라 시스템{REAL TIME MULTI BAND CAMERA SYSTEM}
본 발명은 실시간 멀티밴드 카메라 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 한번 촬영으로 촬영된 영상의 적외선 대역, 가시광선 대역 및 자외선 대역 중 두 개의 대역의 다른 영상을 동시에 취득하는 것이 가능하고, 이를 PC나 PDP와 같은 프로그램 단말기에서 실시간으로 확인 가능한 실시간 멀티밴드 카메라 시스템에 관한 것이다.
최근 토지 이용 및 건설 분야, 광물/에너지 분야, 삼림 감소나 사막 확대 등의 지구 환경을 조사하는 분야 등에서는 원격탐사를 통해 해당 분야에 사용되는 화상 정보를 취득하고 있다.
특히, 식생활력지수(NDVI : Normalized Difference Vegetation Index)는 원격탐사장비를 이용하여 얻은 화상 정보로부터 식생분포 상황을 파악하고 대상 식생의 활력을 지수로 표현한 것을 의미하며, 식은 하기의 [수학식 1]에 기재된 바와 같다.
[수학식 1]
Figure 112007089361468-PAT00001
상기 [수학식 1]에서 NIR은 촬영된 영상의 근적외선 파장대역에 대한 수치이고, RED는 촬영된 영상의 가시광선 대역 중 적색 파장대역에 대한 수치이다.
원격탐사는 멀리 떨어져 있는 지상, 지하 대상물의 특성과 현상을 접촉하지 않고 관측하여 정보를 얻어내는 기술이다. 근래의 원격탐사는 인공위성이나 비행기에 원격탐사장비를 설치하여 정보를 취득하는 방법과, 지상에서 원격탐사장비를 이용하여 지상의 대상물에 대한 정보를 취득하는 방법인 지상형원격탐사가 있다.
한편, 시판되고 있는 일반적인 디지털 카메라는 인간이 감지할 수 있는 가시광선 대역인 400nm 내지 700nm의 파장대역을 촬영할 수 있도록 최적화 되어 있으며, 이를 위하여 자외선 대역 차단 필터 및 적외선 대역 차단 필터가 장착되어 있다.
이에, 상기 지상형원격탐사가 가능하도록 일반적인 카메라에 가시광선 대역 및 적외선 대역을 각 필터링 할 수 있는 필터를 탈부착 가능하게 하여, 상기 NIR과 상기 RED를 구하여 상기 식생활력지수를 구할 수 있는 멀티밴드 카메라가 고안되었다.
그러나, 상기 종래의 멀티밴드 카메라는 각 대역의 영상취득을 위해 필터를 교체하여 반복 촬영해야 하기 때문에 필연적으로 촬영된 가시광선 대역 영상 및 적외선 대역 영상 간 시간차가 존재하게 된다. 예컨대, 피사체가 산림일 경우, 시간에 따라 바람, 온도 등이 미세하게나마 변화하기 때문에 촬영된 영상의 시간차가 존재하게 되면 촬영된 각 영상의 가시광선 대역 수치 및 적외선 대역 수치 간 차이가 발생한다.
또한, 사용자가 상기 멀티밴드 카메라를 손으로 들고 촬영할 경우, 손의 흔들림에 의해 촬영된 가시광선 대역 영상 및 적외선 대역 영상 간 상호 차이가 있게 된다.
이에 따라, 동일한 영상 내에 추출해야 하는 상기 NIR과 상기 RED 간 오차가 발생하여, 취득된 식생활력지수에 오차가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 한번 촬영으로 촬영된 영상의 적외선 대역, 가시광선 대역 및 자외선 대역 중 두 개의 대역의 다른 영상을 동시에 취득하는 것이 가능한 실시간 멀티밴드 카메라 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 멀티밴드 카메라로부터 촬영된 영상을 PC나 PDP 등과 같은 프로그램 단말기에서 실시간으로 확인 및 가공하고, 프로그램 단말기에 설치된 응용 프로그램을 통해 멀티밴드 카메라의 설정 등을 조절할 수 있는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 광파가 유입되는 렌즈부와, 상기 렌즈부를 통해 유입된 상기 광파를 파장에 따라 투과 또는 반사하는 다이크로닉 미러(Dichroic Mirror)와, 상기 다이크로닉 미러에 의해 투과된 광파를 제1 전기신호로 변환하는 제1 촬상부와, 상기 다이크로닉 미러에 의해 반사된 광파를 제2 전기신호로 변환하는 제2 촬상부와, 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 전송하기 위한 제1 인터페이스부를 갖는 멀티밴드 카메라와; 상기 제1 인터페이스와 연결되어 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 수신하는 제2 인터페이스부와, 화면 상에 표시되는 그래픽 유저 인터페이스를 제공하며 상기 제2 인터페이스부를 통해 수신된 상 기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 가공하여 상기 그래픽 유저 인터페이스를 통해 이미지로 표시하는 응용 프로그램을 갖는 프로그램 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 그래픽 유저 인터페이스에는 복수의 기능선택버튼이 마련된 메뉴바와, 이미지가 표시되는 이미지 표시영역이 마련되며; 상기 응용 프로그램은 상기 이미지 표시영역에 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호 중 적어도 어느 하나를 이미지로 표시할 수 있다.
그리고, 상기 기능선택버튼은 이미지 조작버튼을 포함하고; 상기 응용 프로그램은 상기 이미지 조작버튼이 선택된 경우 선택이미지 표시영역과 컬러 이미지, 적외선 이미지 및 NDVI 이미지 중 어느 하나를 선택하기 위한 이미지 선택영역을 상기 그래픽 유저 인터페이스에 표시하고, 상기 컬러 이미지, 상기 적외선 이미지 및 상기 NDVI 이미지 중 어느 하나가 선택되는 경우 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호 중 적어도 어느 하나를 가공하여 상기 선택이미지 표시영역에 이미지로 표시할 수 있다.
또한, 상기 이미지 선택영역에는 정지 이미지 버튼과 동영상 이미지 버튼이 더 마련되고; 상기 응용 프로그램은 상기 동영상 이미지 버튼이 선택되는 경우 상기 제2 인터페이스부를 통해 수신되는 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호 중 적어도 어느 하나를 가공하여 상기 선택이미지 표시영역에 실시간으로 동영상으로 표시하고, 상기 정지 이미지 버튼이 선택되는 경우 상기 정지 이미지 버튼의 선택에 응답하여 상기 제2 인터페이스부를 통해 수신된 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 가공하여 상기 선택이미지 표시영역에 하나의 프레임 이미지로 표시할 수 있다.
그리고, 상기 기능선택버튼은 히스토그램 활성버튼을 포함하고; 상기 응용 프로그램은 상기 히스토그램 활성버튼이 선택된 경우, 상기 제1 전기신호에 대응하는 이미지의 레드값, 블루값 및 그린값에 대한 히스토그램이 표시된 제1 히스토그램과 상기 제2 전기신호에 대응하는 이미지의 레드값, 블루값 및 그린값에 대한 히스토그램이 표시된 제2 히스토그램이 표시된 히스토그램 표시창을 화면상에 표시할 수 있다.
여기서, 상기 기능선택버튼은 NDVI 히스토그램 활성버튼을 포함하고; 상기 응용 프로그램은 상기 NDVI 히스토그램 활성버튼이 선택된 경우, 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 가공하여 NDVI 이미지의 히스토그램이 표시된 NDVI 히스토그램 표시창을 화면상에 표시할 수 있다.
그리고, 상기 기능선택버튼은 카메라 설정버튼을 포함하고, 상기 응용 프로그램은 상기 카메라 설정버튼이 선택된 경우, 상기 제1 촬상부 및 상기 제2 촬상부 각각의 밝기(Brightness), 대비(Contrast), 색조(Hue), 채도(Saturation), 선명도(Sharpness) 및 노출(Exposure) 중 적어도 어느 하나를 조절하기 위한 조절바가 마련된 카메라 설정창을 화면 상에 표시하고, 상기 카메라 설정창을 통해 조절되는 밝기(Brightness), 대비(Contrast), 색조(Hue), 채도(Saturation), 선명도(Sharpness) 및 노출(Exposure)에 따라 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 제1 촬상부 및 상기 제2 촬상부를 설정할 수 있다.
여기서, 상기 제1 촬상부는 상기 다이크로닉 미러에 의해 투과된 광파를 전기신호로 변환하는 제1 촬상소자를 포함하고, 상기 제2 촬상부는 상기 다이크로닉 미러에 의해 반사되며 상기 다이크로닉 미러에 의해 투과된 광파와 교차하는 방향의 광파를 전기신호로 변환하는 제2 촬상소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌즈부는 상기 렌즈부와 상기 다이크로닉 미러 사이에 위치하며, 상기 렌즈부와 상기 제1 촬상소자 및 상기 제2 촬상소자 간 간격 및 상기 제1 촬상소자 및 상기 제2 촬상소자의 크기 중 하나 이상에 따라 초점을 보정하기 위한 초점보정렌즈를 더 포함할 수 있다.
그리고, 광파가 유입되는 근원이 위치한 장소의 조도를 감지하고 감지된 상기 조도를 상기 제1 촬상부 및 상기 제2 촬상부에 의해 변환된 전기신호에 반영하여 조도를 보정하기 위한 조도계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 광파가 유입되는 근원의 위치 정보를 취득하기 위한 지피에스(GPS)를 더 포함할 수 있다.
상기 구성에 의해 본 발명에 따르면, 한번 촬영으로 촬영된 영상의 적외선 대역, 가시광선 대역 및 자외선 대역 중 두 개의 대역에 다른 영상을 동시에 취득하는 것이 가능한 효과가 있다. 그 결과, 각 대역의 영상들은 상호간 시차가 없게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 멀티밴드 카메라로부터 촬영된 영상을 PC나 PDP 등 과 같은 프로그램 단말기에서 실시간으로 확인 및 가공하고, 프로그램 단말기에 설치된 응용 프로그램을 통해 멀티밴드 카메라의 설정 등을 조절할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 초점보정렌즈에 의해, 렌즈부와 제1 촬상소자 및 제2 촬상소자 간 간격 및 제1 촬상소자 및 제2 촬상소자의 크기 중 하나 이상에 의해 흐트러진 초점을 보정하여 취득된 영상 정보의 오차를 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 조도계에 의해 광파가 유입되는 근원의 조도 환경을 감지하고 이를 제1 촬상부 및 제2 촬상부에 의해 변환된 전기신호에 반영하여 취득된 영상 정보의 오차를 방지하는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티밴드 카메라 시스템에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 실시간 멀티밴드 카메라 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 멀티밴드 카메라(1)와 프로그램 단말기(3)를 포함한다.
멀티밴드 카메라(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈부(30), 다이크로닉 미러(40), 제1 촬상부(10,11) 및 제2 촬상부(20,21)를 포함한다.
렌즈부(30)로는 피사체의 영상 정보가 담긴 광파가 유입된다.
렌즈부(30)는 대물렌즈, 줌렌즈, 릴레이렌즈 등 경통에 결합되는 방식으로 구현될 수 있다. 또한, 자외선 차단 필터(Ultra Violet Filter) 또는 감광 필터(Natural Density Filter)가 장착될 수 있다.
다이크로닉 미러(Dichroic Mirror)(40)는 렌즈부(30)를 통해 유입된 광파를 파장에 따라 투과 또는 반사한다.
여기서, 다이크로닉 미러(40)는 분광미러, 색선별거울 이라고도 불리며, 투명한 다층박막(多層薄膜) 코팅을 한 평면거울에서 빛의 입사각을 45ㅀ로 했을 때, 박막내의 빛의 간섭효과에 의해서 파장범위 따라 일정 대역의 빛은 반사하고, 다른 대역의 빛은 투과하는 성질을 가지게 한 것을 의미한다. 여기서, 다이크로닉 미러(40)의 막의 두께, 층수를 조정하거나 재료에 따라서 가시광선 대역과 적외선 대역을 선별하거나, 자외선 대역과 가시광선 대역을 선별하게 할 수 있다.
다이크로닉 미러(40)의 구조, 제조방법, 종류 등은 이미 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에서의 다이크로닉 미러(40)는 렌즈부(30)를 통해 유입된 광파 중 가시광선 대역을 투과시키고 적외선 대역을 반사시키는 기능을 가지는 것을 일 예로 하였으나, 용도에 따라, 가시광선 대역을 투과시키고 자외선 대역을 반사시키는 다이크로닉 미러(40) 등 여러 종류로 마련될 수 있음은 물론이다.
제1 촬상부(10,11)는 다이크로닉 미러(40)에 의해 투과된 광파를 전기신호(이하, '제1 전기신호'라 함)로 변환한다. 그리고, 제2 촬상부(20,21)는 다이크로닉 미러(40)에 의해 반사된 광파를 전기신호(이하, '제2 전기신호'라 함)로 변환한다. 여기서, 본 발명에서의 제1 촬상부(10,11)는 제1 촬상소자(10)와 제1 판(11)으로 마련되며, 제2 촬상부(20,21)는 제2 촬상소자(20)와 제2 판(21)로 마련된다.
제1 촬상소자(10) 및 제2 촬상소자(20)는 시모스(CMOS), 시시디(CCD), 나노 광전자 이미지 센서(SMPD) 등으로 마련될 수 있다.
제1 판(11) 및 제2 판(21)에는 각 제1 촬상소자(10) 및 제2 촬상소자(20)가 부착된다. 여기서, 다이크로닉 미러(40)에 의해 반사된 광파의 방향은 상기 다이크로닉 미러에 의해 투과된 광파와 교차하므로, 제1 판(11) 및 제2 판(21)은 각 연장방향이 상호 교차한다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 판(11) 및 제2 판(21)은 상호 직각을 이루도록 각 일측이 상호 부착되어 있다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 다이크로닉 미러(40)는 투과 및 반사된 각각의 광파가 제1 촬상소자(10) 및 제2 촬상소자(20)에 직교하도록 연장방향이 제1 판(11) 및 제2 판(21)이 상호 직각을 이루는 부분을 향하여 설치된다. 여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈부(30)를 통해 유입된 광파가 다이크로닉 미러(40)에 입사되는 입사각이 45도인 것을 일 예로 하여서, 제1 판(11) 및 제2 판(21)이 상호 직각을 이루는 것을 일 예로 하였으나, 렌즈부(30)를 통해 유입된 광파가 다이크로닉 미러(40)에 입사되는 입사각이 45도가 아닌 경우 제1 판(11) 및 제2 판(21)이 이루는 각도는 직각이 아닌 소정의 각도를 이룰 수 있음은 물론이다.
한편, 렌즈부(30)를 통해 유입되는 광파(a)는 다이크로닉 미러(40)에 의해 가시광선 대역(c)이 투과되고, 적외선 대역(b)은 반사된다. 이에, 광파(a) 중 가시광선 대역(c)은 제1 촬상소자(10)에서 제1 전기신호로 변환되고, 광파(a) 중 적외선 대역(b)은 제2 촬상소자(20)에서 제2 전기신호로 변환된다.
또한, 렌즈부(30)는 초점보정렌즈(31)를 더 포함할 수 있다. 초점보정렌 즈(31)는 렌즈부(30)와 다이크로닉 미러(40) 사이에 위치하여, 렌즈부(30)와 제1 촬상소자(10) 및 제2 촬상소자(20) 간 간격 및 제1 촬상소자(10) 및 제2 촬상소자(20)의 크기 중 하나 이상에 따라 초점을 보정하기 위해 마련된다.
여기서, 초점보정렌즈(31)는 렌즈부(30)와 다이크로닉 미러(40) 사이에 위치하는 것을 일 예로 하였으나, 두 개가 마련되어 제1 촬상소자(10) 및 제2 촬상소자(20)와 다이크로닉 미러(40) 사이에 각 위치할 수 있음은 물론이다. 그러나, 초점보정렌즈(31)이 렌즈부(30)와 다이크로닉 미러(40) 사이에 위치 시, 본 발명에 따른 멀티밴드 카메라(1)의 크기를 줄일 수 있다. 그 이유는 초점보정렌즈(31) 설치 시, 초점보정렌즈(31)와 초점보정렌즈(31)를 고정하는 프레임(미도시)이 초점보정렌즈(31)는 렌즈부(30)와 다이크로닉 미러(40) 사이에 위치하면 1개씩만 마련되나, 제1 촬상소자(10) 및 제2 촬상소자(20)와 다이크로닉 미러(40) 사이에 각 위치하면 2개씩 마련되기 때문이다.
또한, 본 발명에 따른 멀티밴드 카메라(1)는 광파가 유입되는 근원이 위치한 장소의 조도를 감지하고, 환경 변화에 따른 조도의 차이를 제1 촬상부(10,11) 및 제2 촬상부(20,21)에 의해 변환된 제1 전기신호 및 제2 전기신호에 반영하여 조도를 보정하는 조도계(50)를 더 포함할 수 있다.
여기서 광파가 유입되는 근원은 본 발명에 따른 멀티밴드 카메라(1)로 촬영하는 피사체를 의미하며, 근원의 조도환경은 피사체가 위치하는 장소의 조도 정도를 의미한다.
조도계(50)는 가시광선의 3파장 중 레드(Red) 대역의 조도를 감지하는 제1 센서(51), 가시광선의 3파장 중 블루(Blue) 대역의 조도를 감지하는 제2 센서(52), 가시광선의 3파장 중 그린(Green) 계열의 조도를 감지하는 제3 센서(53) 및 근적외선 대역의 조도를 감지하는 제4 센서(54)를 포함한다.
이에, 제1 센서(51), 제2 센서(52), 제3 센서(53), 제4 센서(54)를 통해 감지된 근원의 조도 환경은 제1 촬상소자(10) 및 제2 촬상소자(20)에 의해 변환된 제1 전기신호 및 제2 전기신호에 반영된다. 이에, 맑음 또는 흐림 등에 의해 근원이 위치한 장소의 조도가 변하여, 멀티밴드 카메라(1)를 통해 취득된 정보로 계산된 식생활력지수에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 동일한 근원을 촬영한 영상에서 취득한 식생활력지수를 상호 비교할 경우, 날씨 변화에 의해 식생활력지수간 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 멀티밴드 카메라(1)는 프로그램 단말기(3)로 제1 전기신호 및 제2 전기신호를 전송하기 위한 제1 인터페이스부(70)를 포함할 수 있다.
그리고, 프로그램 단말기(3)는 제1 인터페이스부(70)와의 데이터 교환을 위한 제2 인터페이스부(81)를 포함한다. 여기서, 제1 인터페이스부(70)와 제2 인터페이스부(81)는 쌍방향 데이터의 교환이 가능한 인터페이스 방식, 예를 들어, USB(Universal Serial Bus) 방식 등으로 상호 연결될 수 있다. 또한, 프로그램 단말기(3)는 응용 프로그램(80)이 설치되어 동작 가능한 형태, 예를 들어 PC나 PDP 등의 형태로 마련될 수 있다.
그리고, 프로그램 단말기(3)에는 제2 인터페이스부(81)를 통해 멀티밴드 카 메라(1)로부터 전송되어 수신되는 제1 전기신호 및 제2 전기신호를 가공 처리하기 위한 응용 프로그램(80)이 설치된다.
응용 프로그램(80)은 프로그램 단말기(3)의 화면 상에 표시되는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 제공하며, 제1 전기신호 및 제2 전기신호를 가공하여 그래픽 유저 인터페이스(GUI)부를 통해 이미지로 표시한다.
도 4는 응용 프로그램(80)이 제공하는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)의 일 예를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 그래픽 유저 인터페이스(GUI)에는 다수의 기능선택버튼이 마련된 메뉴바(BB)와, 이미지가 표시되는 이미지 표시영역(IDA)이 마련된다.
여기서, 응용 프로그램(80)은 이미지 표시영역(IDA)에 제1 전기신호 및 제2 전기신호 중 적어도 어느 하나를 이미지로 표시하는데, 도 3에서는 이미지 표시영역(IDA) 내에 제1 전기신호 및 제2 전기신호에 각각 대응하는 이미지가 좌우로 배치되어 표시되는 것을 일 예로 하고 있고, 제1 전기신호에 대응하는 이미지가 가시광선 영역의 컬러 이미지이고, 제2 전기신호에 대응하는 이미지가 적외선 영역의 IR 이미지인 것을 일 예로 하고 있다.
한편, 기능선택버튼에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 'File(F)', 'Show(S)', 'Tool(T)' 및 'Help(H)' 버튼이 마련될 수 있다. 여기서, 'File(F)'버튼의 경우 통상의 프로그램에서 파일 열기, 저장, 프린트 등과 같은 기능을 수행하기 위한 팝업바를 활성화시킨다. 또한, 본 발명에서는 'File(F)'버튼의 선택에 대응하여 활성화된 팝업바에 'CaptureStart' 버튼이 활성화되도록 마련되고, 'CaptureStart' 버튼이 선택되는 경우 응용 프로그램(80)이 제2 인터페이스부(81)를 통해 수신되는 제1 전기신호 및 제2 전기신호를 가공하여 도 4에 도시된 바와 같이 이미지를 실시간으로 표시하도록 마련될 수 있다.
한편, 기능선택버튼 중 'Show(S)'버튼이 선택되는 경우, 응용 프로그램(80)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 히스토그램 활성버튼(HB) 및 NDVI 히스토그램(NDVI_HG) 활성버튼(NDVIHB)이 마련된 팝업바(PU_1)를 그래픽 유저 인터페이스(GUI)에 표시한다.
이 때, 히스토그램 활성버튼(HB)이 선택되는 경우, 응용 프로그램(80)은 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전기신호에 대응하는 제1 히스토그램(HG_1)과 제2 전기신호에 대응하는 제2 히스토그램(HG_2)이 표시된 히스토그램 표시창(HW)을 화면 상에 표시한다.
여기서, 제1 히스토그램(HG_1)에는 제1 전기신호에 대응하는 이미지의 레드값, 블루값 및 그린값 각각에 대한 히스토그램에 표시된다. 그리고, 제2 히스토그램(HG_2)에는 제2 전기신호에 대응하는 이미지의 레드값, 블루값 및 그린값 각각에 대한 히스토그램이 표시된다. 도 6에서는 제1 전기신호가 컬러 이미지에 대한 것이고, 제2 전기신호가 적외선 이미지에 대한 것을 일 예로 하고 있다.
또한, 도 5에서 NDVI 히스토그램(NDVI_HG) 활성버튼(NDVIHB)이 선택된 경우, 응용 프로그램(80)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 전기신호 및 제2 전기신호를 가공하여 NDVI 히스토그램(NDVI_HG)이 표시된 NDVI 히스토그램(NDVI_HG) 표시창(NDVI_HW)을 화면상에 표시한다.
여기서, 응용 프로그램(80)은 멀티밴드 카메라(1)의 조도계에 의해 측정된 조도치를 NDVI 히스토그램(NDVI_HG)의 작성시 반영할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 조도계에 의해 측정된 조도치는 제1 인터페이스부(70) 및 제2 인터페이스부(81)를 통해 프로그램 단말기(3)의 응용 프로그램(80)에 전달되고, 응용 프로그램(80)은 제1 전기신호, 제2 전기신호 및 조도치를 반영하여 NDVI 이미지를 보정하고 이를 NDVI 히스토그램(NDVI_HG)에 반영한다.
제1 전기신호 및 제2 전기신호에 조도치가 반영되어 NDVI 이미지를 형성하는 방법에는 [수학식 2]가 적용될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112007089361468-PAT00002
여기서, A는 제1 촬상소자(10)로 촬영된 영상의 근적외선 파장대역, B는 조도계로 감지된 근원의 근적외선 파장대역, C는 제2 촬상소자(20)로 촬영된 영상의 가시광선 적색파장대역, D는 조도계로 감지된 근원의 가시광선 적색파장대역이다.
한편, 기능선택버튼 중 'Tool(T)'버튼이 선택되는 경우, 응용 프로그램(80)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 이미지 조작버튼(IO) 및 카메라 설정버튼(CP)이 마련된 팝업바(PU_2)를 그래픽 유저 인터페이스(GUI)에 표시할 수 있다. 여기서, 'Tool(T)'버튼에 대응하여 활성화되는 팝업바(PU_2)에는 컬러레인지 버튼(CR), 노출값 측정버튼(MSV), 평균값계산버튼(CA)및 GPS 버튼(GPS)이 더 마련될 수 있다.
이 때, 이미지 조작버튼(IO)이 선택되는 경우, 응용 프로그램(80)은 도 9에 도시된 바와 같이, 컬러 이미지, 적외선 이미지 및 NDVI 이미지 중 어느 하나를 선택하기 위한 이미지 선택영역(ISA)과, 선택이미지 표시영역(SIDA)이 그래픽 유저 인터페이스(GUI)에 표시된다.
그리고, 이미지 선택영역(ISA)에서 컬러 이미지, 적외선 이미지 및 NDVI 이미지 중 어느 하나를 선택하는 경우, 응용 프로그램(80)은 선택된 이미지에 대응하는 이미지, 예를 들어, 도 9에서는 NDVI 이미지가 선택되어 이에 대응하는 NDVI 이미지를 선택이미지 표시영역(SIDA)에 표시한다. 이 때, 응용 프로그램(80)은 컬러 이미지가 선택되는 경우 제1 전기신호를 가공 및 처리하여 선택이미지 표시영역(SIDA)에 이를 표시하고, 적외선 이미지가 선택되는 경우 제2 전기신호를 가공 및 처리하여 선택이미지 표시영역(SIDA)에 이를 표시하며, NDVI 이미지가 선택되는 경우 제1 전기신호 및 제2 전기신호를 가공 및 처리하여 선택이미지 표시영역(SIDA)에 이를 표시한다.
여기서, 응용 프로그램(80)은 NDVI 이미지를 표시할 때, 상술한 바와 같이 조도계에 의해 측정된 조도치를 반영할 수 있으며, 이 때 상기의 [수학식 2]가 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 이미지 선택영역(ISA)에는 정지 이미지 버튼(SIB)과 동영상 이미지 버튼(MIB)이 마련될 수 있다. 이 때, 응용 프로그램(80)은 동영상 이미지 버튼(MIB)이 선택되는 경우에는, 제2 인터페이스부(81)를 통해 수신되는 제1 전기신호 및/또는 제2 전기신호를 가공하여 선택이미지 표시영역(SIDA)에 컬러 이미지, 적외선 이 미지 또는 NDVI 이미지를 실시간으로 동영상 형태로 표시한다. 반면, 응용 프로그램(80)은 정지 이미지 버튼(SIB)이 선택되는 경우에는, 정지 이미지 버튼(SIB)의 선택에 응답하여 제2 인터페이스부(81)를 통해 수신된 제1 전기신호 및/또는 제2 전기신호를 가공하여 선택이미지 표시영역(SIDA)에 컬러 이미지, 적외선 이미지 또는 NDVI 이미지에 대한 하나의 프레임 이미지로 표시한다.
그리고, 이미지 선택영역(ISA)에는 선택이미지 표시영역(SIDA)에 표시되는 이미지의 해상도를 설정하기 위한 해상도 선택버튼들(RSB)이 마련될 수 있고, 해상도 선택버튼들(RSB) 중 어느 하나가 선택되는 경우 응용 프로그램(80)은 선택이미지 표시영역(SIDA)에 표시되는 이미지의 해상도를 조절하게 된다. 또한, 이미지 선택영역(ISA)에는 제2 인터페이스부(81)를 통해 수신되는 제1 전기신호 및 제2 전기신호에 대한 샘플링 타임을 결정하기 위한 샘플링 타임 설정부(ST)가 마련될 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 팝업바(PU_2)에서 카메라 설정버튼(CP)이 선택되는 경우, 응용 프로그램(80)은 제1 촬상부(10,11) 및 제2 촬상부(20,21)의 기능 설정을 위한 카메라 설정창을 화면 상에 표시한다.
여기서, 본 발명에 따른 카메라 설정창에는 제1 촬상부(10,11) 및 제2 촬상부(20,21) 각각의 밝기(Brightness), 대비(Contrast), 색조(Hue), 채도(Saturation), 선명도(Sharpness) 및 노출(Exposure) 중 적어도 어느 하나를 조절하기 위한 조절바들(CSB)이 마련될 수 있다. 그리고, 카메라 설정창에는 제1 촬상부(10,11)와 제2 촬상부(20,21) 중 어느 하나를 선택하기 위한 카메라 선택영 역(SA)이 마련되고, 응용 프로그램(80)은 카메라 선택영역(SA)을 통해 제1 촬상부(10,11)(도 10의 'TruecolorCamera')와 제2 촬상부(20,21)(도 10의 'IRCamera') 중 선택된 어느 하나에 대해 조절바들(CSB)에 의해 조절된 설정을 제2 인터페이스부(81)를 통해 제1 촬상부(10,11) 및 제2 촬상부(20,21)에 적용하게 된다.
한편, 도 8에 도시된 팝업바(PU_2)에서 컬러레인지 버튼(CR)이 선택되는 경우, 응용 프로그램(80)은 도 11에 도시된 바와 같이, 컬러 레인지(Color range)를 설정하기 위한 컬러레인지 설정창(CRSW)을 화면 상에 표시할 수 있다. 여기서, 컬러레인지 설정창(CRSW)을 통해 설정되는 컬러 레인지는 NDVI 값의 설정에 유용할 수 있으며, 본 발명에서는 설정 가능한 값을 -1 ~ +1 범위로 하는 것을 일 예로 한다.
또한, 도 8에 도시된 노출값 측정버튼(MSV)이 선택되는 경우, 응용 프로그램(80)은 도 12에 도시된 바와 같이, 노출값 측정창(MSVW)을 화면 상에 표시한다. 여기서, 도 12에 도시된 'Start' 버튼이 선택되면, 응용 프로그램(80)은 멀티밴드 카메라(1)의 현재 노출값을 확인하게 되고, 확인된 노출값을 [수학식 2]의 NDVI 값 계산에 반영하게 된다.
그리고, 도 8에 도시된 팝업바(PU_2)에서 평균값계산버튼(CA)에 선택되는 경우, 응용 프로그램(80)은 도 13에 도시된 바와 같이 평균 샘플링 타임의 설정을 위한 샘플링 타임 설정창(STSW)을 화면 상에 표시한다. 여기서, 본 발명에서는 1/100 초 간격으로 특정 부분의 NDVI 값의 움직임을 관찰할 수 있도록 마련되며, 이를 이용하면 특정 부분의 활성도 움직임을 시간 간격으로 표현할 수 있게 된다.
다시 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 멀티밴드 카메라(1)는 광파의 근원의 위치정보를 취득하기 위한 지피에스(GPS)(60)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 프로그램 단말기(3)는 GPS(60)에 의해 측정된 위치정보를 데이터로 변환하여 촬상소자(10,20)를 통해 촬영된 영상정보데이터에 반영한다. 이에, 멀티밴드 카메라(1)로 근원의 영상정보를 취득하면서 근원의 위도, 경도, 고도, 방위 등의 위치정보를 취득하여, 향후 식생활력지수의 대상이 되는 근원의 위치를 판별 가능하게 할 수 있다.
여기서, 위치정보의 반영은 도 8에 도시된 팝업바(PU_2)의 GPS 버튼(GPS)의 선택에 의해 응용 프로그램(80)이 수행하도록 마련될 수 있다. 그리고, 프로그램 단말기(3)의 응용 프로그램(80)을 통해 전술한 조도가 보정되고 위치정보가 추가된 영상정보데이터는 지도데이터베이스(90)에 전송하여 데이터베이스에 등록이 가능함은 물론이다.
전술한 응용 프로그램(80)이 제공하는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)에서는 제1 전기신호가 가시광선 대역의 컬러 이미지이고, 제2 전기신호가 적외선 대역의 적외선 이미지인 것을 일 예로 설명하였으나, 제1 전기신호 및 제2 전기신호는 상술한 바와 같이 적외선 대역, 가시광선 대역 및 자외선 대역 중 두 개의 대역의 이미지가 사용될 수 있음은 물론이다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 별명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 멀티밴드 카메라 시스템의 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 실시간 멀티밴드 카메라 시스템의 멀티밴드 카메라의 구성을 도시한 도면이고,
도 3은 도 1의 실시간 멀티밴드 카메라 시스템의 제어블럭도이고,
도 4 내지 도 13은 본 발명에 따른 프로그램 단말기의 응용 프로그램이 제공하는 그래픽 유저 인터페이스의 예들을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 번호에 대한 설명>
1 : 멀티밴드 카메라 3 : 프로그램 단말기
11 : 제1 판 20 : 제2 촬상소자
21 : 제2 판 30 : 렌즈부
31 : 초점보정렌즈 40 : 다이크로닉 미러
50 : 조도계 60 : GPS
70 : 제1 인터페이스부 80 : 응용 프로그램
81 : 제2 인터페이스부 90 : 지도 데이터베이스
GUI : 그래픽 유저 인터페이스

Claims (11)

  1. 광파가 유입되는 렌즈부와, 상기 렌즈부를 통해 유입된 상기 광파를 파장에 따라 투과 또는 반사하는 다이크로닉 미러(Dichroic Mirror)와, 상기 다이크로닉 미러에 의해 투과된 광파를 제1 전기신호로 변환하는 제1 촬상부와, 상기 다이크로닉 미러에 의해 반사된 광파를 제2 전기신호로 변환하는 제2 촬상부와, 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 전송하기 위한 제1 인터페이스부를 갖는 멀티밴드 카메라와;
    상기 제1 인터페이스와 연결되어 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 수신하는 제2 인터페이스부와, 화면 상에 표시되는 그래픽 유저 인터페이스를 제공하며 상기 제2 인터페이스부를 통해 수신된 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 가공하여 상기 그래픽 유저 인터페이스를 통해 이미지로 표시하는 응용 프로그램을 갖는 프로그램 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그래픽 유저 인터페이스에는 복수의 기능선택버튼이 마련된 메뉴바와, 이미지가 표시되는 이미지 표시영역이 마련되며;
    상기 응용 프로그램은 상기 이미지 표시영역에 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호 중 적어도 어느 하나를 이미지로 표시하는 것을 특징으로 하는 실시 간 멀티밴드 카메라 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기능선택버튼은 이미지 조작버튼을 포함하고;
    상기 응용 프로그램은 상기 이미지 조작버튼이 선택된 경우 선택이미지 표시영역과 컬러 이미지, 적외선 이미지 및 NDVI 이미지 중 어느 하나를 선택하기 위한 이미지 선택영역을 상기 그래픽 유저 인터페이스에 표시하고, 상기 컬러 이미지, 상기 적외선 이미지 및 상기 NDVI 이미지 중 어느 하나가 선택되는 경우 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호 중 적어도 어느 하나를 가공하여 상기 선택이미지 표시영역에 이미지로 표시하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이미지 선택영역에는 정지 이미지 버튼과 동영상 이미지 버튼이 더 마련되고;
    상기 응용 프로그램은 상기 동영상 이미지 버튼이 선택되는 경우 상기 제2 인터페이스부를 통해 수신되는 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호 중 적어도 어느 하나를 가공하여 상기 선택이미지 표시영역에 실시간으로 동영상으로 표시하고, 상기 정지 이미지 버튼이 선택되는 경우 상기 정지 이미지 버튼의 선택에 응답하여 상기 제2 인터페이스부를 통해 수신된 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신 호를 가공하여 상기 선택이미지 표시영역에 하나의 프레임 이미지로 표시하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기능선택버튼은 히스토그램 활성버튼을 포함하고;
    상기 응용 프로그램은 상기 히스토그램 활성버튼이 선택된 경우, 상기 제1 전기신호에 대응하는 이미지의 레드값, 블루값 및 그린값에 대한 히스토그램이 표시된 제1 히스토그램과 상기 제2 전기신호에 대응하는 이미지의 레드값, 블루값 및 그린값에 대한 히스토그램이 표시된 제2 히스토그램이 표시된 히스토그램 표시창을 화면상에 표시하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기능선택버튼은 NDVI 히스토그램 활성버튼을 포함하고;
    상기 응용 프로그램은 상기 NDVI 히스토그램 활성버튼이 선택된 경우, 상기 제1 전기신호 및 상기 제2 전기신호를 가공하여 NDVI 이미지의 히스토그램이 표시된 NDVI 히스토그램 표시창을 화면상에 표시하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기능선택버튼은 카메라 설정버튼을 포함하고,
    상기 응용 프로그램은 상기 카메라 설정버튼이 선택된 경우, 상기 제1 촬상부 및 상기 제2 촬상부 각각의 밝기(Brightness), 대비(Contrast), 색조(Hue), 채도(Saturation), 선명도(Sharpness) 및 노출(Exposure) 중 적어도 어느 하나를 조절하기 위한 조절바가 마련된 카메라 설정창을 화면 상에 표시하고, 상기 카메라 설정창을 통해 조절되는 밝기(Brightness), 대비(Contrast), 색조(Hue), 채도(Saturation), 선명도(Sharpness) 및 노출(Exposure)에 따라 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 제1 촬상부 및 상기 제2 촬상부를 설정하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 촬상부는 상기 다이크로닉 미러에 의해 투과된 광파를 전기신호로 변환하는 제1 촬상소자를 포함하고,
    상기 제2 촬상부는 상기 다이크로닉 미러에 의해 반사되며 상기 다이크로닉 미러에 의해 투과된 광파와 교차하는 방향의 광파를 전기신호로 변환하는 제2 촬상소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 렌즈부와 상기 다이크로닉 미러 사이에 위치하며, 상기 렌즈부와 상기 제1 촬상소자 및 상기 제2 촬상소자 간 간격 및 상기 제1 촬상소자 및 상기 제2 촬상소자의 크기 중 하나 이상에 따라 초점을 보정하기 위한 초점보정 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    광파가 유입되는 근원이 위치한 장소의 조도를 감지하고 감지된 상기 조도를 상기 제1 촬상부 및 상기 제2 촬상부에 의해 변환된 전기신호에 반영하여 조도를 보정하기 위한 조도계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    광파가 유입되는 근원의 위치 정보를 취득하기 위한 지피에스(GPS)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 멀티밴드 카메라 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019200404A (ja) * 2018-05-15 2019-11-21 株式会社三井光機製作所 光学モジュール及び光学装置

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