KR20110101948A - 비가시광선계 영상 처리 장치 및 비가시광선계 영상 처리 방법 - Google Patents

비가시광선계 영상 처리 장치 및 비가시광선계 영상 처리 방법 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 방법은 부화면 영역설정정보를 입력받는 단계; 상기 부화면 영역설정정보에 따라 부화면의 비가시광선계 전자기파의 디지털 흑백 영상 신호를 다수 레벨의 흑백 데이터를 정의하는 제1 테이블에 의하여 부화면 흑백 데이터로 변환하는 단계; 상기 부화면 흑백 데이터 및 상기 부화면 영역설정정보에 의하여 제2 매칭 정보를 변경하는 단계; 상기 제2 매칭정보에 따라 상기 부화면 흑백 데이터를 제2 테이블에 의하여 정의된 색상 데이터로 변환하여 부화면 컬러영상을 구성하는 단계; 및 주화면 컬러 영상 데이터 및 상기 부화면 컬러 영상 데이터를 표준 규격의 영상신호로 변환하고 주화면 영상신호 및 부화면 영상신호를 합성하는 단계를 포함한다.
실시예에 의하면, 화면 분할 기술을 이용하여 비가시광선계 전자기파의 흑백 영상을 수도링 컬러링처리함으로써 컬러 색상의 연속성을 확보하면서도 컬러 영상의 식별력을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

비가시광선계 영상 처리 장치 및 비가시광선계 영상 처리 방법{Image processing apparatus of non-visible ray spectrum and image processing method of non-visible ray spectrum}
실시예는 비가시광선계 영상 처리 장치 및 비가시광선계 영상 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자기파는 스펙트럼의 파장영역(단위; Å)에 따라 "전파-적외선-가시광선-자외선-X선-감마선"으로 구분되며, 각 대역의 전자기파는 소정 매체에 대하여 상이한 투과계수, 흡광계수 및 에너지 분포를 갖는다.
이와 같은 전자기파를 인식하기 위한 이미지 센서 및 이를 이용한 카메라 역시 파장영역에 따라 구분되어 사용되며, 예를 들어 열상 카메라, X선 카메라, 일반적 광학(가시광선) 카메라 등이 있다.
상기 이미지 센서 및 카메라는 사용 용도에 따라 특정 대역의 한가지 전자기파에 반응하여 전기신호를 생성하도록 제조되며, 생성된 전기신호는 인체의 눈이 감지할 수 있도록 영상으로 구성된다.
특히, 상기 가시광선은 이미지 센서의 도움 없이 인체에 인식되는 파장대역으로서, 인체의 인식 능력에 따라 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 대역으로 다시 구분되며, 전기신호로의 변환을 위하여 가시광선계 이미지 센서(Visual ray spectrum image sensor), 가령 CCD(Charge-Coupled Device) 이미지 센서, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서의 도움을 받는 경우, RGB 색상 체계를 이용하게 된다. 이에 대하여 간단히 설명하면 다음과 같다.
가시광선계 이미지 센서는 마이크로 렌즈, 평탄화층, 컬러필터층, 절연층, 금속배선층, 반도체 기판 등으로 이루어지며, 상기 반도체 기판에는 광학신호를 전기신호로 변환하는 포토다이오드, 전기신호를 처리하는 각종 이온주입영역, 트랜지스터 등이 형성된다.
이때, 상기 마이크로렌즈로 입사된 빛은 세가지 종류의 컬러필터를 통과하면서 상이한 흡광계수를 가짐에 따라 RGB 색상으로 분리된다. 분리된 색상신호는 각각 별도의 전기신호로 변환되어 처리됨으로써 다른 스펙트럼의 전자기파와는 달리 컬러로 표현될 수 있다. 따라서, 가시광선계 이미지 센서는 세개의 단위 픽셀이 단일 화소를 이루게 된다.
반면, 비가시광선계(non-visual ray spectrum) 전자기파의 경우 인체의 인식 특성상 컬러 대역으로 다시 구분되지 못하므로, 단일 필터, 포토다이오드를 이용하여 처리되며 비가시광선계 이미지 센서의 하나의 단위 픽셀이 하나의 화소를 이루어 흑백의 전기신호로 처리된다.
따라서, 비가시광선계 전자기파 영상의 인식률을 높이기 위하여 최종 구성된 흑백 영상에 색상을 입히는 영상 처리, 즉 수도 컬러링(pseudo coloring) 처리가 수행된다.
가령, 열상 카메라를 이용하여 바다에서 수영하는 사람을 원거리 촬영하였을 때 사람의 체온은 약 36℃이고 바다의 수온이 약 29℃이면, 흑백 영상에서 사람은 쉽게 식별되기 힘들다. 이때 수도 컬러링을 통하여 바다를 파란색 계열로 처리하고 사람은 붉은색 계열로 처리하면 사람은 쉽게 인식될 수 있다. 이러한 이유로 컬러링 영상 처리는 비가시광선계 영상의 분석장치에서 중요한 의미를 갖는다.
도 1은 종래 비가시광선계 영상 처리 장치를 이용하여 수도 컬러링 처리된 비가시광선계 영상을 예시한 도면이다.
도 1에서 좌측 화면은 수도 컬러링된 비가시광선계 영상(A1)을 표시한 것이고 우측 화면은 수도 컬러링시 이용된 컬러바(A2)를 표시한 것인데, 컬러바(A2)는 상측으로부터 크게 "흰색-붉은색-노란색-녹색-하늘색-파란색-보라색-검정색"의 8개의 기준 색상 및 상기 기준 색상 사이의 7개의 색상 구간으로 이루어진다.
도 2는 수도 컬러링에 사용되는 컬러바(A2)를 구성하기 위하여 사용되는 RGB 데이터 테이블을 예시한 것이다.
도 2에 도시된 것처럼, 상기 8개의 기준 색상은 R,G,B 수치를 각각 [1.0000 1.0000 1.0000], [1.0000 0 0], [1.0000 1.0000 0], [0 1.0000 0], [0 1.0000 1.0000], [0 0 1.0000], [1.0000 0 1.0000], [0 0 0]으로 설정하였을 경우에 해당되고, 상기 색상 구간들은 R,G,B 수치를 조합적으로 변화시켜 선형적으로 확장(linear stretching)됨으로써 상기 기준 색상과는 다른 다수의 구간 색상들이 만들어 질 수 있다.
가령, 제1 기준 색상인 흰색[1.0000, 1.0000, 1.0000]으로부터 G 및 B 수치를 함께 순차적으로 감소시키면 구간 색상인 분홍색 계열을 거쳐 제2 기준 색상인 붉은색 [1.0000 0 0]에 이르게 되는데, 이때 선형성(연속성)의 강도를 높이기 위하여, 즉 RGB 데이터의 조합을 늘리기 위하여 B 수치를 1로 고정시키고 G 수치를 감소시키면 제7 기준 색상인 보라색[1.0000 0 1.0000]의 색상 구간으로 이동되어 색상 구간의 선형성(연속성)이 깨어지게 된다. 또한, 이때 G 수치를 1로 고정시키고 B 수치를 감소시키면 제3 기준 색상인 노란색[1.0000 1.0000 0]의 색상 구간으로 이동되어 역시 색상 구간의 선형성에 영향을 준다.
만약, 상기 색상 영역의 선형성이 보장된다면 수도 컬러링 처리되기 전의 흑백 비가시광선계 영상에서 (1) 검정색은 상기 컬러바(A2)의 가장 작은 값, 즉 검정색에 매칭되고, (2) 검정색과 흰색의 조합에 따른 그레이(Gray) 계열의 색상들은 상기 선형적으로 확장된 보라색 계열로부터 붉은색 계열로 점진적으로 매칭되며, (3) 흰색은 상기 컬러바(A2)의 가장 큰 값, 즉 흰색에 매칭될 수 있다.
따라서, 비가시광선계 센서, 가령 열상 센서의 출력을 ADC(Analog to Digital Convertin)처리한 신호를 흑백 레벨의 제1 테이블로 구성하고, 컬러 영역을 상기 RGB 데이터 테이블과 같이 제2 테이블로 구성하여 상기 제1 테이블에 맵핑(mapping)시키게 되는데, 이때 상기 제2 테이블의 컬러 영역은 위에서 예시한 바와 같이 선형성과 관련하여 데이터 수에 한계가 있으므로 맵핑 측면에서 문제가 발생된다.
가령, 레이더의 수신파, 열상 카메라의 온도, X선의 투과도 등을 측정 강도에 따른 선형적인 측면을 고려하지 않고 단지 식별 측면을 고려한다면 앞서 설명한 바와 같이 선형성이 깨어지더라도 데이터 수치를 증가시킬 수 있으나(그레이 레벨에 따른 해상도가 높아질 수 있으나), 반면 상기 선형적인 측면을 고려한다면 데이터 수치를 증가시키는데 한계가 있다.
따라서, 상대적으로 많은 상기 제1 테이블의 흑백 데이터를 상대적으로 적은 상기 제2 테이블의 색상 데이트로 맵핑하여 수도 컬러링을 처리하게 되면 컬러링 처리된 영상의 식별력은 저하될 수 밖에 없다.
예를 들어, 선형적인 측면을 고려하면 "영상의 저온 부분부터 고온 부분"까지가 "파란색 계열로부터 붉은색 계열"로 표시될 수 있으나 컬러링 처리된 영상의 식별력이 떨어지고, 해상도 측면을 고려하면 그레이 레벨의 수도 컬러링은 충실해지나 선형성이 깨어지므로 저온 부분부터 고온 부분까지 일정한 규칙없이 컬러로 표시되는 문제점이 있다.
실시예는 비가시광선계 전자기파의 흑백 영상을 수도링 컬러링처리함에 있어서 컬러 색상의 연속성을 확보하면서도 식별력을 높일 수 있는 비가시광선계 영상 처리 장치 및 비가시광선계 영상 처리 방법을 제공한다.
실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치는 사용자로부터 부화면 영역설정정보를 포함하는 조작정보를 입력받아 동작신호로 처리하는 인터페이스부; 상기 조작정보, 다수 레벨의 흑백 데이터 및 색상 데이터를 각각 정의하는 제1 테이블 및 제2 테이블, 제2 매칭정보를 저장하는 저장부; 주화면 또는 상기 부화면 영역설정정보에 따른 부화면을 이루는 비가시광선계 전자기파의 디지털 흑백 영상 신호를 상기 흑백 데이터로 변환하고, 상기 부화면 흑백 데이터 및 상기 부화면 영역설정정보에 의하여 상기 제2 매칭 정보를 변경하며, 상기 제2 매칭정보에 의하여 상기 변환된 흑백 데이터를 상기 색상 데이터로 변환하여 컬러영상을 구성하는 색상매칭부; 및 상기 색상 매칭부로부터 주화면 컬러 영상 데이터, 부화면 컬러 영상 데이터를 전달받고, 이를 상기 주화면 및 상기 부화면의 크기에 맞추어 표준 규격의 영상신호로 변환하며, 주화면 영상신호 및 부화면 영상신호를 합성하는 영상처리부를 포함한다.
실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 방법은 부화면 영역설정정보를 입력받는 단계; 상기 부화면 영역설정정보에 따라 부화면의 비가시광선계 전자기파의 디지털 흑백 영상 신호를 다수 레벨의 흑백 데이터를 정의하는 제1 테이블에 의하여 부화면 흑백 데이터로 변환하는 단계; 상기 부화면 흑백 데이터 및 상기 부화면 영역설정정보에 의하여 제2 매칭 정보를 변경하는 단계; 상기 제2 매칭정보에 따라 상기 부화면 흑백 데이터를 제2 테이블에 의하여 정의된 색상 데이터로 변환하여 부화면 컬러영상을 구성하는 단계; 및 주화면 컬러 영상 데이터 및 상기 부화면 컬러 영상 데이터를 표준 규격의 영상신호로 변환하고 주화면 영상신호 및 부화면 영상신호를 합성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치 및 비가시광선계 영상 처리 방법에 의하면, 화면 분할 기술을 이용하여 비가시광선계 전자기파의 흑백 영상을 수도링 컬러링처리함으로써 컬러 색상의 연속성을 확보하면서도 컬러 영상의 식별력을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 비가시광선계 영상 처리 장치를 이용하여 수도 컬러링 처리된 비가시광선계 영상을 예시한 도면.
도 2는 수도 컬러링에 사용되는 컬러바를 구성하기 위하여 사용되는 RGB 데이터 테이블을 예시한 도면.
도 3은 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 4는 실시예에 따른 비가시광선계 영상 출력 장치의 인터페이스부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 5는 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치가 제공하는 주화면 및 부화면을 예시한 도면.
도 6은 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치 및 비가시광선계 영상 처리 방법에 대하여 상세히 설명한다.
이하, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되므로 본 발명의 기술적 사상과 직접적인 관련이 있는 핵심적인 구성부만을 언급하기로 한다.
도 3은 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치(100)는 크게 인터페이스부(110), 컬러링처리부(120), 저장부(130), 영상처리부(140), 디스플레이부(150)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 컬러링처리부(120)는 흑백영상분석부(122), 색상매칭부(124), 컬러영상생성부(126) 및 매칭정보변경부(128)를 포함하고, 상기 영상처리부(140)는 주화면처리부(142), 부화면처리부(144) 및 화면합성부(146)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 저장부(130)는 제1 테이블(131), 제2 테이블(132), 제1 매칭정보(133), 제2 매칭정보(134), 조작정보(135) 및 컬러영상(136)을 포함한 데이터들이 기록된다.
실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치(100)는 흑백 영상을 컬러 영상으로 수도 컬러링처리하는 경우 PIP(Picture In Picture), POP(Picture Out Picture), PBP(Picture By Picture) 등과 같은 화면 분할 기술을 적용하여 컬러링 처리된 컬러 영상의 선형성(연속성)과 고해상도(식별력)를 동시에 구현하는 것을 주된 기술적 사상으로 한다.
도 3에 도시된 것처럼, 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치(100)는 비가시광선계 카메라(210) 및 영상출력장치(300)와 같은 외부 장치와 연결된다.
상기 비가시광선계 카메라(200)는 비가시광선계 센서(210), 회로부(220), 외부빛을 상기 비가시광선계 센서(210)로 집광시키는 광학 렌즈 등을 포함하는데, 이하 설명의 편의를 위하여 상기 비가시광선계 센서(210)는 적외선과 같은 비가시광선계 전자기파를 대상으로 하는 열상 센서인 것으로 하고 상기 비가시광선계 카메라(200)는 열상 카메라인 것으로 한다.
상기 열상 센서(210)는 반도체 기판, 상기 적외선의 파장 대역에 반응하도록 소정 이온이 소정 이온주입 에너지, 이온주입량, 이온주입 온도 등의 조건에서 상기 반도체 기판에 주입되어 형성된 포토다이오드, 상기 반도체 기판 상에 형성된 트랜지스터, 각종 이온주입영역, 금속배선 및 컨택을 포함한 절연층, 평탄화보호층, 마이크로렌즈 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 열상 센서(210)는 상기 적외선을 감지하여 흑백 영상을 구성하는 전기신호로 출력하고, 상기 회로부(220)는 상기 전기신호를 디지털 영상신호로 ADC처리한다.
상기 영상은 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 가령 동영상인 경우 상기 회로부(220)는 상기 디지털 영상신호에 따른 프레임 영상을 MPEG4(Moving Picture Experts Group 4)와 같은 영상 압축 방식으로 인코딩 및 디코딩할 수 있다.
가령, 상기 디지털 영상신호는 216 인 65536 개의 흑백 데이터를 표시할 수 있다.
참고로, 상기 비가시광선계 카메라(200) 및 영상출력장치(300)는 각각 다수개로 구비될 수 있으며, 또한 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치(100)에 내장되어 단일 장치를 구성할 수도 있다.
이때, 상기 열상 카메라(200) 및 상기 영상출력장치(300)가 소형화되어, 가령 상기 영상출력장치(300)가 LCD(Liquid Crystal Display) 패널로 구비된 경우 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치(100)가 포터블(portable) 장치로 활용될 수 있음은 물론이다.
도 4는 실시예에 따른 비가시광선계 영상 출력 장치(100)의 인터페이스부(110)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상기 인터페이스부(110)는 사용자 인터페이스(user interface)(111), 입출력장치 설정부(112), 동작정보 입력부(113), 부화면 영역설정부(114) 및 부화면 재생설정부(115)를 포함하여 구성된다.
상기 사용자 인터페이스(111)는 상기 디스플레이부(150)와 연결되고, GUI(Graphic User Interface), 키입력부와 같은 사용자 입력수단을 제공하여 상기 조작정보(135)를 입력받는다.
상기 조작정보(135)는 입출력장치 설정정보, 동작정보, 부화면 영역설정정보, 부화면 재생설정정보, 부화면 제어정보 등을 포함하며, 상기 저장부(130)에 저장된다.
상기 입출력장치 설정정보는 상기 열상 카메라(200) 및 상기 영상출력장치(300)의 종류, 연결 상태, 사용가능한 영상 포맷 등을 설정하는 정보이다.
상기 입출력장치 설정부(112)는 상기 입출력장치 설정정보를 동작 신호로 처리하여 상기 흑백영상 분석부(122) 및 상기 디스플레이부(150)로 전달한다.
상기 동작정보 입력부(113)는 상기 동작정보에 따라 상기 컬러링처리부(120) 및 상기 영상처리부(140)의 동작을 제어한다.
상기 동작정보는 컬러링 동작의 시작, 종료, 동작 주기(가령, 주기적으로 온/오프 되도록 설정할 수 있음), 동작 예약 등의 정보를 포함할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치(100)가 제공하는 주화면(B1) 및 부화면(B3)을 예시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 사용자는 상기 영상출력장치(300)의 주화면(B1)을 확인하고, 상기 사용자 인터페이스(111)를 조작하여 식별력이 떨어지는 화면 영역(B2)을 선택함으로써 상기 부화면 영역설정정보를 생성한다.
상기 부화면 영역설정정보에 따라 상기 부화면 영역설정부(114)는 사용자에 의하여 선택된 화면 영역을 부화면(B3)으로 처리하기 위한 동작신호를 생성하고, 이를 상기 컬러링 처리부(120) 및 상기 영상처리부(140)로 전달한다.
이 동작 과정에 대해서는 상세히 후술하기로 한다.
한편, 사용자는 부화면 처리를 위하여 상기 식별력이 떨어지는 화면 영역(B2)을 선택하고, 선택된 화면 영역(B2) 그 위치에 그대로 부화면(B3) 처리를 할 것인지(도 5의 (a)) 또는 별도의 화면(B4)을 통하여 부화면(B3) 처리를 할 것인지(도 5의 (b))를 선택할 수 있다.
사용자의 선택에 따라 상기 부화면 재생설정부(115)는 상기 부화면 재생설정정보를 생성하고, 이를 상기 영상처리부(140)로 전달한다.
또한, 상기 부화면 재생설정부(115)는 상기 부화면 제어정보를 입력받아 이를 동작신호로 처리하고 상기 화면합성부(146)로 전달한다.
전술한 대로, 상기 저장부(130)는 제1 테이블(131), 제2 테이블(132), 제1 매칭정보(133), 제2 매칭정보(134), 조작정보(135) 및 컬러영상(136)을 포함한다.
상기 제1 테이블(131)은 상기 열상 센서(200)에서 생성된 상기 디지털 영상신호가 적용되는 65536개의 흑백 데이터를 "검정색"으로부터 "흰색"까지 또는 "흰색"으로부터 "검정색"으로 점진적으로 정의한다.
상기 제2 테이블(132)은 인체의 색상 인식 특성에 따라 다수의 기준 색상, 색상 구간, 구간 색상을 설정하는데, 가령 도 2에 도시된 바와 같이 흰색-붉은색-노란색-녹색-하늘색-파란색-보라색-검정색 계열"의 8개의 기준 색상, 7개의 색상 구간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 테이블은 상기 색상 구간 사이의 R, G, B 수치를 조합적으로 변화시켜 상기 색상 구간을 연속적으로 확장할 수 있다. 도 2의 경우 상기 색상 구간 사이의 구간 색상들이 수개로 예시되었으나, 보다 많은 수로 확장될 수 있다.
가령, 현재의 컴퓨터 시스템은 RGB에 각각 8비트를 할당하는 구조가 일반적이며 상기 색상 구간을 8비트로 세분화하는 경우 "28×7=1792"개의 색상 데이터, 즉 상기 기준 색상 및 상기 구간 색상이 생성될 수 있다.
이러한 경우, 전술한 바와 같이 색상 구간의 연속성이 확보될 수 있으나, 색상의 수가 적으므로 해상도(식별력)가 저하되는 문제점이 있다.
즉, 상기 제1 테이블의 흑백 데이터의 수에 비하여 상기 제2 테이블의 색상 데이터의 수가 현저히 작으므로, 수도 컬러링 처리를 위하여 두 테이블의 데이터 구간이 매칭되는 경우 상기 흑백 데이터의 일부가 손실되며, 따라서 비가시광선계 영상의 컬러링 처리 시 영상의 식별이 어려운 경우가 발생될 수 있다.
예를 들면, 상기 열상 카메라로 촬영한 영상의 전체에 걸쳐 상기 제1 테이블의 대부분의 데이터가 사용되고, 또한 일부 영역의 흑백 데이터가 촘촘히 배열되었다면 그만큼 흑백 데이터의 손실이 발생됨을 의미하므로 수도 컬러링된 영상을 식별하는데 한계가 생길 것이다.
이러한 이유로, 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 장치(100)는 화면 분할 기술을 이용하여 흑백 영상을 컬러 영상으로 수도 컬러링처리함으로써 컬러 영상의 선형성(연속성)과 고해상도(식별력)를 동시에 구현하는 기술을 제안하는 것이다.
상기 동작정보 입력부(113)로부터 상기 동작 정보가 전달되면, 상기 컬러링 처리부(120) 및 상기 영상처리부(140)는 동작을 개시한다.
상기 흑백영상 분석부(122)는 상기 열상 센서(210)로부터 상기 디지털 영상신호를 전달받아 상기 흑백 영상을 구성하는 화소들의 흑백 화소 수치를 분석하고 이를 상기 제1 매칭정보(133)에 따라 상기 제1 테이블(131)의 흑백 데이터로 변환한다.
상기 컬러링 처리부(120) 및 상기 영상처리부(140)의 동작이 개시된 후 최초의 상기 흑백 영상은 주화면에 해당된다고 볼 수 있다.
이때, 상기 흑백영상 분석부(122)는 상기 입출력장치 설정정보에 따라 상기 열상 카메라(200)의 신호 처리 포맷을 파악하고 상기 흑백 화소 수치를 분석할 수 있다.
상기 색상매칭부(124)는 상기 흑백영상 분석부(122)로부터 상기 주화면 흑백 데이터를 전달받고, 이를 상기 제2 매칭 정보(134)에 의하여 상기 제2 테이블(132)의 상기 색상 데이터에 맵핑시킴으로써 맵핑 정보를 생성한다.
상기 제2 매칭 정보(134)는 상기 제1 테이블(131)의 흑백 데이터 그룹과 상기 제2 테이블(132)의 색상 데이터가 매칭될 수 있도록 하는 설정 정보이다.
가령, 상기 제1 테이블(131)의 65536개의 흑백 데이터는 상기 제2 테이블(132)의 1792개의 색상 데이터로 매칭되며, 이러한 경우 하나의 그룹을 이루는 약 36개의 주화면 흑백 데이터가 하나의 색상 데이터로 매칭될 수 있다.
상기 컬러영상 생성부(126)는 상기 색상매칭부(124)로부터 상기 맵핑 정보를 전달받고 상기 흑백영상 분석부(122)로부터 상기 주화면 흑백 데이터를 전달받는다.
상기 컬러영상 생성부(126)는 상기 맵핑 정보에 의하여 상기 주화면 흑백 데이터를 해당 색상 데이터로 변환함으로써 주화면 컬러 영상을 구성한다.
상기 컬러 영상(136)은 상기 저장부(130)에 저장된다.
이와 같은 상기 컬러링 처리부(120)의 동작은 상기 주화면 또는 상기 부화면의 경우에 따라 다수회 반복될 수 있다.
가령, 상기와 같이 주화면에 대한 컬러 영상이 구성되면, 이후 상기 부화면 영역설정정보가 상기 흑백영상 분석부(122)로 전달되고, 상기 흑백영상 분석부(122)는 상기 부화면 영역설정정보에 따라 흑백 화소 수치를 분석하고 이를 상기 제1 매칭정보(133)에 따라 상기 제1 테이블(131)의 부화면 흑백 데이터로 변환한다. 즉, 부화면의 흑백 영상만이 별도의 화면으로 취급되어 흑백 데이터로 변환된다.
상기 매칭정보 변경부(128)는 상기 부화면 흑백 데이터를 전달받고 상기 부화면 영역설정정보에 따라 상기 제2 매칭 정보(134)를 변경한다.
가령, 상기 부화면이 35840개의 흑백 데이터로 이루어진다면 하나의 그룹을 이루는 약 20개의 흑백 데이터는 하나의 색상 데이터로 매칭될 수 있다.
상기 색상매칭부(124)는 상기 흑백영상 분석부(122)로부터 상기 부화면 흑백 데이터를 전달받고, 이를 상기 변경된 제2 매칭 정보(134)에 의하여 상기 제2 테이블(132)의 상기 색상 데이터에 맵핑시킴으로써 맵핑 정보를 생성한다.
상기 컬러영상 생성부(126)는 상기 색상매칭부(124)로부터 상기 맵핑 정보를 전달받고 상기 흑백영상 분석부(122)로부터 상기 부화면 흑백 데이터를 전달받는다.
상기 컬러영상 생성부(126)는 상기 맵핑 정보에 의하여 상기 부화면 흑백 데이터를 해당 색상 데이터로 변환함으로써 부화면 컬러 영상을 구성한다.
따라서, 상기 주화면(B1)은 1792개의 색상 데이터로 컬러링되고, 상기 부화면(B1) 영역은 별도로 다시 1792개의 색상 데이터로 컬러링되므로 전체 화면에 적용된 색상 데이터는 결국 3584개로 볼 수 있다.
따라서, 컬러 영상의 연속성을 확보하면서도 해상도(식별력)을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 부화면에 대한 컬러링 처리가 완료되면 사용자는 부화면 내에서 다시 부화면 영역설정정보를 생성함으로써 다중 부화면 컬러링 처리를 수행할 수 있다. 이러한 경우, 컬러 영상의 해상도는 더욱 향상될 수 있을 것이다.
이에 대하여 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
예를 들어, 상기 주화면이 인두가 위치한 테이블을 열상 촬영한 것이라면, 주화면을 1792개의 색상 데이터로 컬러링하고, 사용자는 고온인 인두 부분만을 부화면으로 설정하여 다시 1792개의 색상 데이터로 컬러링함으로써 식별력을 높일 수 있다.
이하, 상기 영상처리부(140)에 대하여 설명한다.
상기 주화면 처리부(142)는 상기 컬러영상 생성부(126)로부터 주화면 컬러 영상 데이터를 전달받고, 이를 상기 주화면 크기에 맞추어 상기 영상출력장치(300)의 표준 규격의 영상신호로 변환출력한다.
상기 부화면 처리부(144)는 상기 부화면 영역설정정보가 전달되면 상기 컬러영상 생성부(126)로부터 부화면 컬러 영상 데이터를 전달받고, 이를 상기 부화면 크기에 맞추어 표준 규격의 영상신호로 변환출력한다.
상기 화면합성부(146)는 상기 주화면 영상신호와 상기 부화면 영상신호를 합성하여 하나의 화면으로 구성한다.
이때, 상기 화면합성부(146)는 상기 부화면 재생설정정보에 따라, 상기 부화면 영상신호를 상기 설정된 부화면 영역에 그대로 합성하거나, 상기 부화면 영상신호를 상기 주화면의 다른 영역에 오버레이(overlay)합성할 수 있다.
후자의 경우, 상기 부화면은 가상머신을 이용한 컴퓨터의 윈도우와 유사하며, 마치 부화면의 수에 따라 두 대 이상의 카메라를 이용한 것과 동일한 효과를 볼 수 있다.
또한, 상기 화면합성부(146)는 스케일러(scaler)를 구비하며, 상기 부화면 제어정보에 따라 상기 오버레이합성된 부화면을 다른 영역으로 이동시키거나 그 크기를 축소 또는 확장시켜 영상변환할 수 있다.
예를 들어, 상기 화면합성부(146)는 화면 크기변환, 화면 비 변환, 디스플레이 스캔 방법 변환 등과 같은 영상변환 기술을 이용할 수 있다.
상기 디스플레이부(150)는 상기 영상처리부(140)로부터 상기 주화면 영상신호 및 상기 부화면 영상신호를 전달받고, 상기 입출력장치 설정정보에 따른 표준 신호 규격에 맞추어 변환한 뒤 상기 영상출력장치(300)를 통하여 출력되도록 한다.
이하, 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 6은 실시예에 따른 비가시광선계 영상 처리 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
상기 주화면 컬러영상이 구성되지 않은 경우(S100의 "아니오"), 상기 흑백영상 분석부(122)는 상기 열상 카메라(200)로부터 상기 디지털 영상신호를 전달받아 주화면 흑백 영상을 구성하는 화소들의 흑백 화소 수치를 분석하고 이를 상기 제1 매칭정보(133)에 따라 상기 제1 테이블(131)의 흑백 데이터로 변환한다.
따라서, 주화면 흑백 데이터가 생성된다(S105).
상기 색상매칭부(124)는 상기 흑백영상 분석부(122)로부터 상기 주화면 흑백 데이터를 전달받고, 이를 상기 제2 매칭 정보(134)에 의하여 상기 제2 테이블(132)의 상기 색상 데이터에 맵핑시킴으로써 맵핑 정보를 생성한다(S110).
상기 컬러영상 생성부(126)는 상기 색상매칭부(124)로부터 상기 맵핑 정보를 전달받고 상기 흑백영상 분석부(122)로부터 상기 주화면 흑백 데이터를 전달받는다.
상기 컬러영상 생성부(126)는 상기 맵핑 정보에 의하여 상기 주화면 흑백 데이터를 해당 색상 데이터로 변환함으로써 주화면 컬러 영상을 구성한다(S115).
반면, 상기 주화면 컬러 영상이 구성되고(S100의 "예") 상기 부화면 영역설정정보가 입력된 경우(S120의 "예), 상기 흑백영상 분석부(122)는 상기 부화면 영역설정정보에 따라 흑백 화소 수치를 분석하고 이를 상기 제1 매칭정보(133)에 따라 상기 제1 테이블(131)의 흑백 데이터로 변환한다.
따라서, 부화면 흑백 데이터가 생성된다(S125).
상기 매칭정보 변경부(128)는 상기 부화면 흑백 데이터를 전달받고 상기 부화면 영역설정정보에 따라 상기 제2 매칭 정보(134)를 변경한다(S130).
상기 색상매칭부(124)는 상기 흑백영상 분석부(122)로부터 상기 부화면 흑백 데이터를 전달받고, 이를 상기 변경된 제2 매칭 정보(134)에 의하여 상기 제2 테이블(132)의 상기 색상 데이터에 맵핑시킴으로써 맵핑 정보를 생성한다(S135).
상기 컬러영상 생성부(126)는 상기 색상매칭부(124)로부터 상기 맵핑 정보를 전달받고 상기 흑백영상 분석부(122)로부터 상기 부화면 흑백 데이터를 전달받는다.
상기 컬러영상 생성부(126)는 상기 맵핑 정보에 의하여 상기 부화면 흑백 데이터를 해당 색상 데이터로 변환함으로써 부화면 컬러 영상을 구성한다(S140).
이후, 상기 인터페이스부(110)를 통하여 다른 부화면 또는 부화면 내 다중 부화면에 대한 상기 부화면 영역설정정보가 입력되면(S145의 "예") 상기 단계 S125 내지 상기 단계 S140이 반복하여 처리된다.
상기 주화면 처리부(142)는 상기 컬러영상 생성부(126)로부터 주화면 컬러 영상 데이터를 전달받고, 이를 상기 주화면 크기에 맞추어 상기 영상출력장치(300)의 표준 규격의 영상신호로 변환출력한다(S150).
상기 부화면 컬러 영상이 생성된 경우, 상기 부화면 처리부(144)는 상기 부화면 영역설정정보가 전달되면 상기 컬러영상 생성부(126)로부터 부화면 컬러 영상 데이터를 전달받고, 이를 상기 부화면 크기에 맞추어 표준 규격의 영상신호로 변환출력한다(S155).
상기 화면합성부(146)는 상기 주화면 영상신호로 하나의 화면을 구성하거나(S160) 상기 부화면 영상신호가 있는 경우 이를 상기 주화면 영상신호와 합성하여 하나의 화면으로 구성한다.
상기 인터페이스부(110)가 상기 부화면 영역설정정보를 입력받음에 있어서, 상기 부화면 재생설정정보를 입력받은 경우, 상기 화면합성부(146)는 상기 부화면 재생설정정보에 따라(S165), 상기 부화면 영상신호를 상기 설정된 부화면 영역에 그대로 합성하거나(S170), 상기 부화면 영상신호를 상기 주화면의 다른 영역에 오버레이(overlay)합성할 수 있다(S175).
또한, 상기 인터페이스부(110)가 상기 부화면 영역설정정보를 입력받음에 있어서, 상기 부화면 제어정보를 입력받은 경우(S180의 "예"), 상기 화면합성부(146)는 상기 부화면 제어정보에 따라 상기 오버레이합성된 상기 부화면 영상신호 영역을 다른 영역으로 이동시키거나 그 크기를 축소 또는 확장시켜 영상변환할 수 있다(S185).
상기 디스플레이부(150)는 상기 영상처리부(140)로부터 단일 화면의 영상신호를 전달받고, 상기 입출력장치 설정정보에 따른 표준 신호 규격에 맞추어 변환한 뒤 상기 영상출력장치(300)를 통하여 출력되도록 한다(S190).
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 사용자로부터 부화면 영역설정정보를 포함하는 조작정보를 입력받아 동작신호로 처리하는 인터페이스부;
    상기 조작정보, 다수 레벨의 흑백 데이터 및 색상 데이터를 각각 정의하는 제1 테이블 및 제2 테이블, 제2 매칭정보를 저장하는 저장부;
    주화면 또는 상기 부화면 영역설정정보에 따른 부화면을 이루는 비가시광선계 전자기파의 디지털 흑백 영상 신호를 상기 흑백 데이터로 변환하고, 상기 부화면 흑백 데이터 및 상기 부화면 영역설정정보에 의하여 상기 제2 매칭 정보를 변경하며, 상기 제2 매칭정보에 의하여 상기 변환된 흑백 데이터를 상기 색상 데이터로 변환하여 컬러영상을 구성하는 색상매칭부; 및
    상기 색상 매칭부로부터 주화면 컬러 영상 데이터, 부화면 컬러 영상 데이터를 전달받고, 이를 상기 주화면 및 상기 부화면의 크기에 맞추어 표준 규격의 영상신호로 변환하며, 주화면 영상신호 및 부화면 영상신호를 합성하는 영상처리부를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스부는 다수개의 상기 부화면 영역설정정보를 입력받고, 상기 색상매칭부 및 상기 영상처리부는 상기 설정된 다수개의 부화면 영역을 순차적으로 처리하는 것을 특징으로 하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부화면 영역설정정보는 부화면에 대하여 1회 이상 다중으로 입력된 것을 특징으로 하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스부는
    사용자 입력수단을 제공하여 입출력장치 설정정보, 동작정보, 부화면 제어정보를 포함하는 상기 조작정보를 입력받는 사용자 인터페이스;
    상기 입출력장치 설정정보를 동작신호로 처리하는 입출력장치 설정부;
    상기 동작정보에 따라 상기 컬러링처리부 및 상기 영상처리부의 동작을 제어하는 동작정보 입력부;
    상기 부화면 영역설정정보를 동작신호로 처리하는 부화면 영역설정부; 및
    상기 부화면 재생설정정보 및 상기 부화면 제어정보를 동작신호로 처리하는 부화면 재생설정부를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인터페이스부의 사용자 입력수단 및 상기 합성된 영상신호를 상기 입출력장치 설정정보에 따른 표준 신호 규격에 맞추어 변환하고, 영상출력장치를 통하여 출력시키는 디스플레이부를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조작정보는 제1 매칭정보를 포함하고, 상기 컬러링처리부는
    주화면 또는 상기 부화면 영역설정정보에 따른 부화면을 이루는 비가시광선계 전자기파의 디지털 흑백 영상 신호를 분석하고, 상기 제1 매칭정보에 따라 상기 디지털 흑백 영상 신호를 상기 흑백 데이터로 변환하는 흑백영상 분석부;
    상기 부화면 흑백 데이터 및 상기 부화면 영역설정정보에 의하여 상기 제2 매칭 정보를 변경하는 매칭정보 변경부;
    상기 제2 매칭정보에 의하여 상기 변환된 흑백 데이터를 상기 색상 데이터에 맵핑시키는 맵핑정보를 생성하는 색상매칭부; 및
    상기 맵핑정보에 따라 상기 변환된 흑백 데이터를 색상 데이터로 변환하여 컬러 영상을 구성하는 컬러영상 생성부를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 흑백영상분석부는
    상기 디지털 흑백 영상 신호를 비가시광선계 카메라로부터 전달받고, 상기 입출력장치 설정정보에 따라 상기 비가시광선계 카메라의 신호 처리 포맷을 파악하여 상기 디지털 흑백 영상 신호를 분석하는 것을 특징으로 하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 영상처리부는
    상기 색상 매칭부로부터 주화면 컬러 영상 데이터를 전달받고, 이를 상기 주화면 크기에 맞추어 표준 규격의 영상신호로 변환출력하는 주화면처리부;
    상기 색상 매칭부로부터 부화면 컬러 영상 데이터를 전달받고, 이를 상기 부화면 영역설정정보에 따라 부화면 크기에 맞추어 표준 규격의 영상신호로 변환출력하는 부화면처리부; 및
    상기 주화면 영상신호와 상기 부화면 영상신호를 합성하여 하나의 화면으로 구성하는 화면합성부를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조작정보는 부화면 재생설정정보를 포함하며,
    상기 화면합성부는 상기 부화면 재생설정정보에 따라 상기 부화면 영상신호를 상기 설정된 부화면 영역에 그대로 합성하거나, 상기 주화면의 다른 영역에 오버레이(overlay)합성하는 것을 특징으로 하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 조작정보는 부화면 제어정보를 포함하며,
    상기 화면합성부는 상기 부화면 제어정보에 따라 상기 오버레이합성된 부화면을 다른 영역으로 이동시키거나 그 크기를 축소 또는 확장시켜 영상변환하는 것을 특징으로 하는 비가시광선계 영상 처리 장치.
  11. 부화면 영역설정정보를 입력받는 단계;
    상기 부화면 영역설정정보에 따라 부화면의 비가시광선계 전자기파의 디지털 흑백 영상 신호를 다수 레벨의 흑백 데이터를 정의하는 제1 테이블에 의하여 부화면 흑백 데이터로 변환하는 단계;
    상기 부화면 흑백 데이터 및 상기 부화면 영역설정정보에 의하여 제2 매칭 정보를 변경하는 단계;
    상기 제2 매칭정보에 따라 상기 부화면 흑백 데이터를 제2 테이블에 의하여 정의된 색상 데이터로 변환하여 부화면 컬러영상을 구성하는 단계; 및
    주화면 컬러 영상 데이터 및 상기 부화면 컬러 영상 데이터를 표준 규격의 영상신호로 변환하고 주화면 영상신호 및 부화면 영상신호를 합성하는 단계를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 주화면 컬러영상이 구성되지 않은 경우, 상기 부화면 흑백 데이터로 변환하는 단계 전에 상기 주화면의 비가시광선계 전자기파의 디지털 흑백 영상 신호를 다수 레벨의 흑백 데이터를 정의하는 제1 테이블에 의하여 주화면 흑백 데이터로 변환하는 단계; 및
    상기 제2 매칭정보에 따라 상기 주화면 흑백 데이터를 제2 테이블에 의하여 정의된 색상 데이터로 변환하여 주화면 컬러영상을 구성하는 단계를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 구성된 주화면 컬러 영상 데이터를 상기 주화면 크기에 맞추어 상기 영상출력장치의 표준 규격의 영상신호로 변환출력하는 단계를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 부화면 영역설정정보에 따라 상기 부화면 컬러 영상 데이터를 상기 부화면 크기에 맞추어 표준 규격의 영상신호로 변환출력하는 단계를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    부화면 재생설정정보를 입력받는 단계를 더 포함하고,
    상기 주화면 영상신호 및 부화면 영상신호를 합성하는 단계는, 상기 부화면 재생설정정보에 따라, 상기 부화면 영상신호를 상기 설정된 부화면 영역에 그대로 합성하거나, 상기 부화면 영상신호를 상기 주화면의 다른 영역에 오버레이(overlay)합성하는 것을 특징으로 하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    부화면 제어정보를 입력받는 단계; 및
    상기 부화면 제어정보에 따라 상기 오버레이합성된 상기 부화면 영상신호 영역을 다른 영역으로 이동시키거나 그 크기를 축소 또는 확장시켜 영상변환하는 단계를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    입출력장치 설정정보를 입력받는 단계; 및
    상기 합성된 영상신호를 상기 입출력장치 설정정보에 따른 표준 신호 규격에 맞추어 변환한 뒤 영상출력장치를 통하여 출력하는 단계를 포함하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 부화면 영역설정정보는 다수개로서,
    따라 상기 부화면 흑백 데이터로 변환하는 단계 내지 상기 주화면 영상신호 및 부화면 영상신호를 합성하는 단계가 반복적으로 수행되어 상기 부화면 영역설정정보를 순차적으로 처리하는 것을 특징으로 하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 부화면 영역설정정보는 부화면에 대하여 1회 이상 다중으로 입력된 것을 특징으로 하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제1 매칭정보를 입력받는 단계를 더 포함하고,
    상기 부화면 흑백 데이터로 변환하는 단계는 상기 디지털 흑백 영상 신호를 분석하고, 상기 제1 매칭정보에 따라 상기 디지털 흑백 영상 신호를 상기 흑백 데이터로 변환하는 단계인 것을 특징으로 하는 비가시광선계 영상 처리 방법.
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