KR20140041714A

KR20140041714A - 적외선 이미징 장치용 불균일성 교정 기술

Info

Publication number: KR20140041714A
Application number: KR1020147000705A
Authority: KR
Inventors: 니콜라 회가스텐; 테오도르 알. 호엘터; 카트린 스트랜더마; 피에르 볼란거; 바바라 샤프; 에릭 에이. 쿠스
Original assignee: 플리어 시스템즈, 인크.
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2014-04-04
Also published as: EP2719165B1; CN103875235A; CA2838992C; CA2838992A1; WO2012170949A3; EP2719165A2; US9723227B2; WO2012170949A2; CN103875235B; US20140092257A1; KR101778353B1

Abstract

적외선 이미징 장치에 대한 불균일성 교정(NUC)을 수행하기 위한 다양한 기술이 개시된다. 의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 획득하고 처리하여, 적외선 이미징 장치의 적외선 센서와 연관된 FPN(가령, 일 실시예에서 무작위적인, 공간적으로 상관없는 FPN)을 교정할 수 있다. 의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 이용하여 요망 장면 정보 및 적외선 센서와 연관된 FPN 간을 구분할 수 있다. 유리하게도, 이러한 기술들은 적외선 이미징 장치에 대한 플랫 필드 교정을 수행하기 위해 셔터를 이용할 필요없이 구현될 수 있다.

Description

적외선 이미징 장치용 불균일성 교정 기술{NON-UNIFORMITY CORRECTION TECHNIQUES FOR INFRARED IMAGING DEVICES}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2011년 6월 7일 출원된 미국특허가출원 제61/545,056호(발명의 명칭: "NON-UNIFORMITY CORRECTION TECHNIQUES FOR INFRARED IMAGING DEVICES")의 우선권을 주장하며, 그 내용은 여기서 참고자료로 포함된다.

본 출원은 2011년 6월 10일 출원된 미국특허가출원 제61/495,874호(발명의 명칭: "INFRARED CAMERA PACKAGING SYSTEMS AND METHODS")의 우선권을 또한 주장하며, 그 내용은 여기서 참고자료로 포함된다.

본 출원은 2011년 6월 10일 출원된 미국특허가출원 제61/495,879호(발명의 명칭: "INFRARED CAMERA SYSTEMS ARCHITECTURES")의 우선권을 또한 주장하며, 그 내용은 여기서 참고자료로 포함된다.

본 출원은 2011년 6월 10일 출원된 미국특허가출원 제61/495,888호(발명의 명칭: "INFRARED CAMERA CALIBRATION TECHNIQUES")의 우선권을 또한 주장하며, 그 내용은 여기서 참고자료로 포함된다.

기술 분야

발명의 하나 이상의 실시예는 일반적으로 이미징 장치에 관한 것이고, 특히, 예를 들어, 적외선 이미징 장치의 노이즈 제거에 관한 것이다.

적외선 이미징 장치는 하이 공간 주파수 고정 패턴 노이즈(FPN)와 같은 다양한 타입의 노이즈로 종종 곤란하다. 일부 FPN은 적외선 센서의 로우 및/또는 칼럼에 상관될 수 있다. 예를 들어, 칼럼 노이즈로 나타나는 FPN 노이즈는 칼럼 증폭기의 변화에 의해 야기될 수 있고, 1/f 성분을 포함할 수 있다. 이러한 칼럼 노이즈는 수직 FPN과 장면의 요망 수직 특징부 간을 구분하는 능력을 방해할 수 있다. 다른 FPN은 1/f 성분을 또한 포함할 수 있는 화소간 신호 드리프트에 의해 야기되는 노이즈와 같이, 공간적으로 상관되지 않을 수 있다.

FPN을 제거하기 위한 한가지 종래의 방식은 실질적으로 균일한 장면을 제공하기 위해 적외선 이미징 장치의 적외선 센서 전방에 선택적으로 배치되는 내부 또는 외부 셔터에 의존한다. 적외선 센서들은 셔터가 적외선 센서 전방에 배치될 때 실질적으로 균일한 장면의 캡처된 이미지에 기초하여 교정될 수 있다. 불행하게도, 이러한 셔터는 (온도 변화 또는 다른 요인으로 인해) 기계적 고장 및 잠재적 불균일성에 빠지기 쉽고, 이는 구현을 어렵게 한다. 더욱이, 소형 폼 팩터를 갖는 적외선 이미징 장치가 요망되는 응용예에서, 셔터는 이러한 장치들의 크기 및 비용을 증가시킬 수 있다.

일 실시예에서, (가령, 장면 및/또는 적외선 이미징 장치가 모션 중일 때 캡처되는) 움직이는 장면의 복수의 이미지 프레임들을 축적함으로써 흐릿한 이미지 프레임을 얻을 수 있다. 다른 실시예에서, 적외선 이미징 장치의 광학 요소 또는 기타 요소를 의도적으로 디포커싱함으로써 흐릿한 이미지 프레임을 얻을 수 있다. 다양한 실시예에서, 흐릿한 이미지 프레임은 반복적 방식으로 처리되어, 캡처된 이미지 프레임에 적용될 적절한 NUC 항목(가령, 공간적으로 상관없는 FPN의 교정에 사용될 수 있는, 그리고, 공간적으로 상관된 FPN의 교정에 또한 사용될 수 있는, 값일 수 있음) 및 로우 및 칼럼 FPN 항목(가령, 공간적으로 상관된 FPN의 교정에 사용될 수 있는 값일 수 있음)을 결정할 수 있고, 따라서, 적외선 이미징 장치에 의해 제공되는 이미지 프레임 내 FPN 노이즈를 감소시킬 수 있다.

일 실시예에서, 적외선 이미징 장치에 의해 캡처되는 이미지 프레임으로부터 노이즈를 제거하는 방법은, 의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 수신하는 단계 - 상기 흐릿한 이미지 프레임은 상기 적외선 이미징 장치에 의해 야기되는 노이즈 및 장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터를 포함함 - 와, 상기 흐릿한 이미지 프레임을 처리하여, 복수의 불균일성 교정(NUC) 항목을 결정하여 공간적으로 상관없는 고정 패턴 노이즈(FPN)를 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키는 단계와, NUC 항목을 캡처된 이미지 프레임에 적용하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 장치는, 이미지 프레임을 캡처하도록 구성되는 복수의 적외선 센서를 포함하는 적외선 이미징 장치와, 의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 처리하도록 구성되는 프로세서를 포함하며, 상기 흐릿한 이미지 프레임은 적외선 이미징 장치에 의해 야기되는 노이즈 및 장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터를 포함하고, 상기 프로세서는, 공간적으로 상관없는 고정 패턴 노이즈(FPN)를 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키도록 복수의 불균일성 교정(NUC) 항목을 결정하기 위해 흐릿한 이미지 프레임을 이용하도록 구성되고, 캡처된 이미지 프레임에 NUC 항목을 적용하도록 구성된다.

일 실시예에서, 적외선 이미징 장치에 의해 캡처되는 이미지 프레임으로부터 노이즈를 제거하는 방법은, 의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 수신하는 단계 - 상기 흐릿한 이미지 프레임은 상기 적외선 이미징 장치에 의해 야기되는 노이즈 및 장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터를 포함함 - 와, 상기 흐릿한 이미지 프레임을 처리하여, 복수의 공간적으로 상관된 고정 패턴 노이즈(FPN) 항목을 결정하여, 적외선 이미징 장치의 적외선 센서의 로우 또는 칼럼과 연관된 공간적으로 상관된 FPN을 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키는 단계와, 공간적으로 상관된 FPN 항목을 캡처된 이미지 프레임에 적용하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 장치는 이미지 프레임을 캡처하도록 구성되는 복수의 적외선 센서를 포함하는 적외선 이미징 장치와, 의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 처리하도록 구성되는 프로세서를 포함하며, 상기 흐릿한 이미지 프레임은 적외선 이미징 장치에 의해 야기되는 노이즈 및 장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터를 포함하고, 상기 프로세서는, 흐릿한 이미지 프레임을 이용하여, 복수의 공간적으로 상관된 고정 패턴 노이즈(FPN) 항목을 결정하여, 적외선 센서의 로우 또는 칼럼과 연관된 공간적으로 상관된 FPN을 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키도록 구성되고, 공간적으로 상관된 FPN 항목을 캡처된 이미지 프레임에 적용하도록 구성된다.

발명의 범위는 청구범위에 의해 규정된다.

도 1은 발명의 일 실시예에 따른 호스트 장치에서 구현되도록 구성된 적외선 이미징 모듈을 예시한다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 조립 적외선 이미징 모듈을 예시한다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따라 소켓 위에 병치된 적외선 이미징 모듈의 전개도를 예시한다.
도 4는 발명의 일 실시예에 따른 적외선 센서들의 어레이를 포함하는 적외선 센서 조립체의 블록도를 도시한다.
도 5는 발명의 일 실시예에 따라 NUC 항목을 결정하기 위한 다양한 작동들의 순서도를 예시한다.
도 6은 발명의 일 실시예에 따른 인접 화소들 사이의 차이를 예시한다.
도 7은 발명의 일 실시예에 따른 플랫 필드 교정 기술을 예시한다.
도 8은 발명의 일 실시예에 따라 도 5의 다양한 이미지 프로세싱 기술 및 이미지 프로세싱 파이프라인에서 적용되는 다른 작동을 예시한다.
도 9는 발명의 일 실시예에 따른 일시적 노이즈 감소 프로세스를 예시한다.
도 10은 발명의 일 실시예에 따른 도 6의 이미지 프로세싱 파이프라인의 여러 프로세스들의 특정 구현 세부사항을 예시한다.
도 11은 발명의 일 실시예에 따른 화소들의 이웃에서 공간적으로 상관된 FPN을 예시한다.

도 1은 발명의 일 실시예에 따른 호스트 장치(102)에서 구현되도록 구성된 적외선 이미징 모듈(100)(가령, 적외선 카메라 또는 적외선 이미징 장치)를 예시한다. 적외선 이미징 모듈(100)은 웨이퍼 레벨 패키징 기술 또는 기타 패키징 기술에 따라 소형 폼 팩터로, 하나 이상의 실시예에 대해 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 적외선 이미징 모듈(100)은 이동 전화, 태블릿 컴퓨팅 장치, 랩탑 컴퓨팅 장치, PDA, 가시광 카메라, 음악 재생기, 또는 그외 다른 적절한 모바일 장치와 같은, 소형 휴대용 호스트 장치(102)에서 구현되도록 구성될 수 있다. 이러한 관점에서, 적외선 이미징 모듈(100)은 호스트 장치(102)에 적외선 이미징 특징부를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 적외선 이미징 모듈(100)은 적외선 이미지를 캡처, 처리, 및/또는 그렇지 않을 경우 관리하도록, 그리고, 요망되는 임의의 방식으로 사용하기 위해(예를 들어, 추가적인 프로세싱을 위해, 메모리에 저장을 위해, 디스플레이를 위해, 호스트 장치(102) 상에서 구동되는 다양한 애플리케이션에 의한 이용을 위해, 타 장치에 내보내기 위해, 또는 기타 용도로) 호스트 장치(102)에 이러한 적외선 이미지를 제공하도록, 구성될 수 있다.

다양한 실시예에서, 적외선 이미징 모듈(100)은 넓은 온도 범위에 걸쳐 저전압 레벨에서 작동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 적외선 이미징 모듈(100)은 대략 2.4 볼트, 2.5 볼트, 2,8 볼트, 또는 그 이하의 전압의 전력 공급을 이용하여 작동할 수 있고, 대략 -20℃ 내지 대략 +60℃의 온도 범위에 걸쳐 작동할 수 있다(가령, 대략 80℃의 환경적 온도 범위에 걸쳐 적절한 동적 범위 및 성능을 제공함). 일 실시예에서, 저전압 레벨에서 적외선 이미징 모듈(100)을 작동시킴으로써, 적외선 이미징 모듈(100)은 다른 타입의 적외선 이미징 장치와 비교하여 자체 발열의 감소 효과를 느낄 수 있다. 그 결과, 적외선 이미징 모듈(100)은 이러한 자체 발열을 보상하기 위해 감소된 수치로 작동할 수 있다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 호스트 장치(102)는 소켓(104), 셔터(105), 모션 센서(194), 프로세서(195), 메모리(196), 디스플레이(197), 및/또는 다른 구성요소(198)를 포함할 수 있다. 소켓(104)은 화살표(101)로 표시되는 바와 같이 적외선 이미징 모듈(100)을 수용하도록 구성될 수 있다. 이러한 관점에서, 도 2는 발명의 일 실시예에 따라 소켓(104)에 조립되는 적외선 이미징 모듈(100)을 예시한다.

모션 센서(194)는 호스트 장치(102)의 움직임을 검출하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 가속계, 자이로스코프, 또는 기타 적절한 장치에 의해 구현될 수 있다. 모션 센서(194)는 모션 검출을 위해 프로세싱 모듈(160) 또는 프로세서(195)에 의해 모니터링될 수 있고, 프로세싱 모듈(160) 또는 프로세서(195)에 정보를 제공할 수 있다. 다양한 실시예에서, 모션 센서(194)는 호스트 장치(102)(도 1에 도시됨), 적외선 이미징 모듈(100), 또는, 호스트 장치(102)와 인터페이싱되는(또는 부착되는) 기타 장치의 일부분으로 구현될 수 있다.

프로세서(195)는 메모리(196)에 제공되는 소프트웨어 명령어와 같이 적절한 명령어를 실행하기 위해 호스트 장치(102)에 의해 사용될 수 있는, 임의의 적절한 프로세싱 장치(가령, 로직 장치, 마이크로컨트롤러, 프로세서, 애플리케이션 전용 집적 회로(ASIC), 또는 기타 장치)로 구현될 수 있다. 디스플레이(197)는 캡처된 및/또는 프로세싱된 적외선 이미지 및/또는 다른 이미지, 데이터, 및 정보를 디스플레이하는데 사용될 수 있다. 다른 구성요소(198)들은 다양한 애플리케이션용으로 요망되는 호스트 장치(102)의 임의의 특징부들(가령, 클럭, 온도 센서, 가시광 카메라, 또는 기타 구성요소)을 구현하는데 사용될 수 있다. 추가적으로, 기계 판독가능 매체(193)가 메모리(196) 내로 로딩을 위한, 그리고, 프로세서(195)에 의한 실행을 위한, 비-일시적 명령어를 저장하기 위해 제공될 수 있다.

다양한 실시예에서, 적외선 이미징 모듈(100) 및 소켓(104)은 (가령, 소형 폼 팩터를 요하는) 이동 전화 또는 기타 장치에서의 구현을 위해서와 같이, 하이-볼륨 애플리케이션을 촉진시키도록 대량 생산을 위해 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 적외선 이미징 모듈(100) 및 소켓(104)의 조합은, 적외선 이미징 모듈(100)이 소켓(104) 내에 설치될 때, 대략 8.5mm x 8.5mm x 5.9mm의 전체 치수를 나타낼 수 있고,

도 3은 발명의 일 실시예에 따라 소켓(104) 위에 병치된 적외선 이미징 모듈(100)의 분해 조립도를 도시한다. 적외선 이미징 모듈(100)은 렌즈 배럴(110), 하우징(120), 적외선 센서 조립체(128), 회로 보드(170), 베이스(150), 및 프로세싱 모듈(160)을 포함할 수 있다.

렌즈 배럴(110)은 렌즈 배럴(110) 내 개구(112)를 통해 도 3에 부분적으로 보이는 광학 요소(180)(가령, 렌즈)를 적어도 부분적으로 에워쌀 수 있다. 렌즈 배럴(110)은 하우징(120) 내 개구(122)와 렌즈 배럴(110)을 인터페이싱하는데 사용될 수 있는 실질적 원통형 연장부(114)를 포함할 수 있다.

적외선 센서 조립체(128)는 예를 들어, 기판(140) 상에 장착되는 캡(130)(가령, 리드(lid))을 갖도록 구현될 수 있다. 적외선 센서 조립체(128)는 기판(140) 상에 어레이로 또는 다른 방식으로 구현되는, 그리고, 캡(130)에 의해 덮히는, 복수의 적외선 센서(132)(가령, 적외선 검출기)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 적외선 센서 조립체(128)는 초점 평면 어레이(FPA)로 구현될 수 있다. 이러한 초점 평면 어레이는 예를 들어, (가령, 캡(130) 및 기판(140)에 의해 밀봉되는) 진공 패키지 조립체로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 적외선 센서 조립체(128)는 웨이퍼 레벨 패키지로 구현될 수 있다(가령, 적외선 센서 조립체(128)는 웨이퍼 상에 제공되는 한 세트의 진공 패키지 조립체들로부터 싱귤레이션될 수 있다). 일 실시예에서, 적외선 센서 조립체(128)는 대략 2.4볼트, 2.5볼트, 2.8볼트, 또는 유사 전압의 전력 공급을 이용하여 작동하도록 구현될 수 있다.

적외선 센서(132)는 특정 구현예에서 요망되는 바와 같이, 예를 들어, 중파 적외선파 대역(MWIR), 장파 적외선파 대역(LWIR) 및/또는 다른 열 이미징 대역을 포함한, 표적 장면으로부터 적외선 복사(가령, 적외선 에너지)를 검출하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 적외선 센서 조립체(128)는 웨이퍼 레벨 패키징 기술에 따라 제공될 수 있다.

적외선 센서(132)는 복수의 화소를 제공하기 위해 임의의 요망 어레이 패턴으로 배열되는, 마이크로볼로미터(microbolometer) 또는 다른 타입의 열 이미징 적외선 센서로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 적외선 센서(132)는 17㎛ 화소 피치를 갖는 바나듐 옥사이드(VOx) 검출기로 구현될 수 있다. 다양한 실시예에서, 대략 32x32 적외선 센서(132), 대략 64x64 적외선 센서(132), 대략 80x64 적외선 센서(132)의 어레이, 또는 다른 어레이 크기가 사용될 수 있다.

기판(140)은 일 실시예에서, 예를 들어, 대략 5.5mm x 5.5mm 미만의 치수를 갖는 리드-아웃 집적 회로(ROIC)를 포함한, 다양한 회로를 포함할 수 있다. 기판(140)은 적외선 이미징 모듈(100)이 도 5A, 5B, 5C에 도시되는 바와 같이 조립될 때, 하우징(120)의 내부 표면 상에 위치하는 상보형 연결부와 접촉하는데 사용될 수 있는 본드 패드(142)를 또한 포함할 수 있다. 일 실시예에서, ROIC는 전압 통제를 수행하도록 로우-드롭아웃 레귤레이터(LDO)로 구현될 수 있어서, 적외선 센서 조립체(128)에 나타나는 전력 공급 노이즈를 감소시킬 수 있고, 따라서, 개선된 전력 공급 거절비(PSRR)를 제공할 수 있다. 더욱이, (예를 들어, 웨이퍼 레벨 패키지 내에서) ROIC로 LDO를 구현함으로써, 더 작은 다이 면적이 소모되고 더 적은 개별 다이(또는 칩)가 필요하다.

도 4는 발명의 일 실시예에 따른 적외선 센서(132)들의 어레이를 포함하는 적외선 센서 조립체(128)의 블록도를 예시한다. 예시되는 실시예에서, 적외선 센서(132)들은 ROIC(402)의 단위 셀 어레이의 일부분으로 제공된다. ROIC(402)는 바이어스 발생 및 타이밍 제어 회로(404), 칼럼 증폭기(405), 칼럼 멀티플렉서(406), 로우 멀티플렉서(408), 및 출력 증폭기(410)를 포함한다. 적외선 센서(132)에 의해 캡처되는 이미지 프레임은 출력 증폭기(410)에 의해 프로세싱 모듈(160), 프로세서(195), 및/또는 임의의 다른 적절한 구성요소에 제공되어, 여기서 설명되는 다양한 프로세싱 기술을 수행할 수 있다. 8x8 어레이가 도 4에 도시되지만, 다른 실시예에서는 임의의 요망되는 어레이 구조가 사용될 수 있다. ROIC 및 적외선 센서(가령, 마이크로볼로미터 회로)의 추가적인 설명은 2000년 2월 22일 등록된 미국특허 제6,028,309호에서 발견할 수 있고, 그 내용 전체는 여기에 참고자료로 포함된다.

적외선 센서 조립체(128)는 이미지(가령, 이미지 프레임)를 캡처할 수 있고, 다양한 속도로 ROIC로부터 이러한 이미지를 제공할 수 있다. 프로세싱 모듈(160)은 캡처된 적외선 이미지의 적절한 프로세싱을 수행하는데 사용될 수 있고, 임의의 적절한 구조에 따라 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 모듈(160)은 ASIC로 구현될 수 있다. 이러한 관점에서, 이러한 ASIC는 고성능 및/또는 고효율로 이미지 프로세싱을 수행하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세싱 모듈(160)은 이미지 프로세싱의 수행, 이미지 프로세싱을 다양한 이미지 프로세싱 블록과 조율 및 수행, 프로세싱 모듈(160)과 호스트 장치(102) 사이의 인터페이싱 조율, 및/또는 기타 작동을 위한 적절한 소프트웨어 명령어를 실행하도록 구성될 수 있는 범용 중앙 프로세싱 유닛(CPU)으로 구현될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로세싱 모듈(160)은 당 업자에 의해 이해되듯이, 다른 실시예에서 다른 타입의 프로세싱 및/또는 로직 회로로 구현될 수 있다.

이러한 그리고 다른 실시예에서, 프로세싱 모듈(160)은 휘발성 메모리, 비-휘발성 메모리, 및/또는 하나 이상의 인터페이스(가령, 적외선 검출기 인터페이스, 집적 회로-간(I2C) 인터페이스, 모바일 인더스트리 프로세서 인터페이스(MIPI), 조인트 테스트 액션 그룹(JTAG) 인터페이스(가령, IEEE 1149.1 표준 테스트 액세스 포트 및 바운더리-스캔 구조) 및/또는 기타 인터페이스)와 같이, 적절한 경우, 다른 구성요소들과 함께 또한 구현될 수 있다.

일부 실시예에서, 적외선 이미징 모듈(100)은 적외선 센서 조립체(128)에 의해 캡처되는 적외선 이미지 프레임의 초점을 조정하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 액추에이터(199)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(199)는 여기서 설명되는 기술에 따라 적외선 이미지 프레임을 선택적으로 포커싱 및 디-포커싱하기 위해 광학 요소(180), 적외선 센서(132), 및/또는 기타 구성요소들을 서로에 대해 이동시키는데 사용될 수 있다. 액추에이터(199)는 임의의 타입의 모션-유도 장치 또는 메커니즘에 따라 구현될 수 있고, 서로 다른 애플리케이션에 대해 적절한, 적외선 이미징 모듈(100) 내의 또는 외부의, 임의의 위치에 배치될 수 있다.

적외선 이미징 모듈(100)이 조립될 때, 하우징(120)은 적외선 센서 조립체(128), 베이스(150), 및 프로세싱 모듈(160)을 실질적으로 에워쌀 수 있다. 하우징(120)은 적외선 이미징 모듈(100)의 다양한 구성요소들의 연결을 촉진시킬 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하우징(120)은 더 설명되는 바와 같이 다양한 구성요소들을 연결하기 위해 전기 연결부(126)를 제공할 수 있다.

전기 연결부(126)(가령 전도성 전기 경로, 트레이스, 또는 다른 타입의 연결부)는 적외선 이미징 모듈(100)이 조립될 때 본드 패드(142)와 전기적으로 연결될 수 있다. 다양한 실시예에서, 전기 연결부(126)는 하우징(120) 내에 매립될 수 있고, 하우징(120)의 내측 표면 상에 제공될 수 있고, 및/또는 그렇지 않을 경우 하우징(120)에 의해 제공될 수 있다. 전기 연결부(126)는 도 3에 도시되는 바와 같이 하우징(120)의 하측 표면으로부터 돌출하는 연결부(124)에서 종료될 수 있다. 연결부(124)는 적외선 이미징 모듈(100)이 조립될 때 회로 보드(170)와 연결될 수 있다(가령, 하우징(120)이 다양한 실시예에서 회로 보드(170) 상에 놓일 수 있다). 프로세싱 모듈(160)은 적절한 전기 연결부를 통해 회로 보드(170)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그 결과, 적외선 센서 조립체(128)가 본드 패드(142), 하우징(120)의 내측 표면 상의 상보형 연결부, 하우징(120)의 전기 연결부(126), 연결부(124), 및 회로 보드(170)에 의해 제공되는 전도성 전기 경로를 통해 프로세싱 모듈(160)과 전기적으로 연결될 수 있다. 유리하게도, 이러한 배열은 적외선 센서 조립체(128)와 프로세싱 모듈(160) 사이에서 와이어 본드를 제공할 필요없이 구현될 수 있다.

다양한 실시예에서, 하우징(120) 내 전기 연결부(126)는 임의의 요망 물질로 제조될 수 있다(가령, 구리 또는 그외 다른 적절한 전도성 물질). 일 실시예에서, 전기 연결부(126)는 적외선 이미징 모듈(100)로부터 열의 소산을 도울 수 있다.

다른 연결부가 다른 실시예에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 센서 조립체(128)는 와이어 본드에 의해 센서 조립체(128)에, 그리고 볼 그리드 어레이(BGA)에 의해 프로세싱 모듈(160)에, 연결되는 세라믹 보드를 통해 프로세싱 모듈(160)에 부착될 수 있다. 다른 실시예에서, 센서 조립체(128)는 견고한 가요성 보드 바로 위에 장착될 수 있고 와이어 본드와 전기적으로 연결될 수 있으며, 프로세싱 모듈(160)은 와이어 본드 또는 BGA를 이용하여 견고한 가요성 보드에 장착 및 연결될 수 있다.

여기서 제시되는 적외선 이미징 모듈(100) 및 호스트 장치(102)의 다양한 구현예는 제한사항이라기 보다는 예시적인 용도로 제공된다. 이러한 관점에서, 여기서 설명되는 다양한 기술들 중 임의의 기술이 임의의 적외선 카메라 시스템, 적외선 이미저, 또는 적외선/열 이미징을 수행하기 위한 다른 장치에 적용될 수 있다.

적외선 센서 조립체(128)의 기판(140)은 베이스(150) 상에 장착될 수 있다. 다양한 실시예에서, 베이스(150)(가령, 받침대)는 블랙 옥사이드 또는 니켈-코팅 피니시를 구비한, 금속 사출 성형(MIM)에 의해 형성되는, 구리로 제조될 수 있다. 다양한 실시예에서, 베이스(150)는 주어진 애플리케이션에 대해 요망되는 바와 같이, 예를 들어, 아연, 알루미늄, 또는 마그네슘과 같은 임의의 요망 금속으로 제조될 수 있고, 특정 응용예에 대해 요망되는 바와 같이, 예를 들어, 알루미늄 주조, MIM, 또는 아연 고속 주조와 같은 임의의 요망되는 적용가능 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 베이스(150)는 구조적 지지, 다양한 회로 경로, 히트 싱크 성질, 및 그외 다른 적절한 특징을 제공하도록 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 베이스(150)는 적어도 부분적으로 세라믹 물질을 이용하여 구현되는 다층 구조일 수 있다.

다양한 실시예에서, 회로 보드(170)는 하우징(120)을 수용할 수 있고, 따라서, 적외선 이미징 모듈(100)의 다양한 구서요소들을 물리적으로 지지할 수 있다. 다양한 실시예에서, 회로 보드(170)는 인쇄 회로 보드(가령, FR4 회로 보드 또는 다른 타입의 회로 보드), 강체형 또는 가요성 인터커넥트(가령, 테이프 또는 다른 타입의 인터커넥트), 가요성 회로 기판, 가요성 플라스틱 기판, 또는 다른 적절한 구조로 구현될 수 있다. 다양한 실시예에서, 베이스(150)는 회로 보드(170)용으로 설명된 다양한 특징 및 속성을 갖도록 구현될 수 있고, 그 역도 성립한다.

소켓(104)은 (가령, 도 2의 조립도에 도시되는 바와 같이) 적외선 이미징 모듈(100)을 수용하도록 구성되는 공동(106)을 포함할 수 있다. 적외선 이미징 모듈(100) 및/또는 소켓(104)은 마찰, 장력, 접착, 및/또는 그외 다른 적절한 방식을 이용하여 소켓(104)에 또는 소켓(104) 내에 적외선 이미징 모듈(100)을 고정시키는데 사용될 수 있는, 적절한 탭, 암, 핀, 파스너, 또는 그외 다른 적절한 결합 부재를 포함할 수 있다. 소켓(104)은 적외선 이미징 모듈(100)이 소켓(104)의 공동(106) 내로 삽입될 때 하우징(120)의 표면(109)과 결합할 수 있는 결합 부재(107)를 포함할 수 있다. 다른 타입의 결합 부재가 다른 실시예에서 사용될 수 있다.

적외선 이미징 모듈(100)은 적절한 전기 연결부(가령, 접촉부, 핀, 와이어, 또는 그외 다른 적절한 연결부)를 통해 소켓(104)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 소켓(104)은 적외선 이미징 모듈(100)의 대응하는 전기 연결부와 접촉할 수 있는 전기 연결부(108)를 포함할 수 있다(가령, 인터커넥트 패드, 접촉부, 또는 회로 보드(170)의 측부 또는 하측 표면 상의 다른 전기 연결부, 본드 패드(142), 또는 베이스(150) 상의 다른 전기 연결부, 또는 다른 연결부). 전기 연결부(108)는 임의의 요망 물질로 제조될 수 있다(가령, 구리 또는 그외 다른 적절한 전도성 물질). 일 실시예에서, 전기 연결부(108)는 적외선 이미징 모듈(100)이 소켓(104)의 공동(106) 내로 삽입될 때 적외선 이미징 모듈(100)의 전기 연결부에 대해 가압되도록 기계적으로 바이어스될 수 있다. 일 실시예에서, 전기 연결부(108)는 소켓(104) 내 적외선 이미징 모듈(100)을 적어도 부분적으로 고정할 수 있다. 다른 타입의 전기 연결부가 다른 실시예에서 사용될 수 있다.

소켓(104)은 유사 타입의 전기 연결부를 통해 호스트 장치(102)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 호스트 장치(102)는 개구(190)를 통과하는 전기 연결부(108)와 연결되는 전기 연결부(가령, 솔더링된 연결부, 스탭-인 연결부, 또는 기타 연결부)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 이러한 전기 연결부는 소켓(104)의 측부 및/또는 하부에 이루어질 수 있다.

적외선 이미징 모듈(100)의 다양한 구성요소들은, 와이어 본드 연결에 통상적으로 필요한 추가적인 틈새없이 회로 보드에 직접 구성요소들을 장착하는데 사용될 수 있는 플립 칩 기술로 구현될 수 있다. 플립 칩 연결은 예를 들어, 컴팩트한 소형 폼 팩터 응용예에 사용하기 위해 적외선 이미징 모듈(100)의 전체 크기를 감소시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 프로세싱 모듈(160)은 플립 칩 연결을 이용하여 회로 보드(170)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 적외선 이미징 모듈(100)은 이러한 플립 칩 구조를 이용하여 구현될 수 있다.

다양한 실시예에서, 적외선 이미징 모듈(100) 및/또는 관련 구성요소들은 2010년 7월 27일 출원된 미국특허출원 제12/844,124호, 및 2011년 3월 30일 출원된 미국특하가출원 제61/469,651호에 제시되는 바와 같은 다양한 기술(가령, 웨이퍼 레벨 패키징 기술)에 따라 구현될 수 있고, 그 내용 전체는 본 발명에 참고자료로 포함된다. 더욱이, 하나 이상의 실시예에 따르면, 적외선 이미징 모듈(100) 및/또는 관련 구성요소들은 2008년 12월 30일 등록된 미국특허 제7,470,902호, 2000년 2월 22일 등록된 미국특허 제6,028,309호, 2004년 11월 2일 등록된 미국특허 제6,812,465호, 2006년 4월 25일 등록된 미국특허 제7,034,301호, 2010년 3월 16일 등록된 미국특허 제7,679,048호, 2008년 12월 30일 등록된 미국특허 제7,470,904호, 2008년 9월 2일 출원된 미국특허출원 제12/202,880호, 및 2008년 9월 2일 출원된 12/202,896호에 제시되는 바와 같은 다양한 기술에 따라 구현, 교정, 테스트, 및/또는 사용될 수 있고, 그 내용 전체는 본 발명에 참고자료로 포함된다.

도 1을 다시 참조하면, 다양한 실시예에서, 호스트 장치(102)는 셔터(105)를 포함할 수 있다. 이러한 관점에서, 셔터(105)는 적외선 이미징 모듈(100)이 내부에 설치될 때 (가령, 화살표(103)에 의해 식별되는 바와 같이) 소켓(104) 위에 선택적으로 위치할 수 있다. 이러한 관점에서, 셔터(105)는, 예를 들어, 사용되지 않을 때 적외선 이미징 모듈(100)을 보호하는데 사용될 수 있다. 셔터(105)는 당 업자에 의해 이해되듯이, 적외선 이미징 모듈(100)에 대한 교정(calibration) 프로세스(가령, NUC 프로세스 또는 다른 교정 프로세스)의 일부분으로 온도 기준으로 또한 사용될 수 있다.

다양한 실시예에서, 셔터(105)는 예를 들어, 폴리머, 글래스, 알루미늄(가령, 페인팅된 또는 양극화된) 또는 다른 물질과 같은 다양한 물질로 제조될 수 있다. 다양한 실시예에서, 셔터(105)는 하나 이상의 코팅을 포함하여, 전자기 복사를 선택적으로 필터링할 수 있고 및/또는 셔터(105)의 다양한 광학적 성질(가령 균일한 흑체 코팅 또는 반사성 금 코팅)을 조정할 수 있다.

다른 실시예에서, 셔터(105)는 항상 적외선 이미징 모듈(100)을 보호하기 위해 자리에 고정될 수 있다. 이러한 경우에, 셔터(150) 또는 셔터(105)의 일부분은 요망 적외선 파장을 실질적으로 필터링하지 않는 적정 물질(가령, 실리콘, 게르마늄, 징크 셀레나이드, 또는 칼코게나이드 글래스와 같은 적외선 투과 물질 또는 폴리머)로 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 셔터는 당 업자에 의해 이해되는 바와 같이, 적외선 이미징 모듈(100)의 일부분으로(가령, 렌즈 배럴의, 또는, 적외선 이미징 모듈(100)의 다른 구성요소의, 일부분으로, 또는 그 내부에) 구현될 수 있다.

대안으로서, 다른 실시예에서, 셔터(가령, 셔터(105) 또는 다른 타입의 외부 또는 내부 셔터)가 제공될 필요가 없고, 대신에, NUC 프로세스 또는 다른 타입의 교정이 무-셔터 기술을 이용하여 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 무-셔터 기술을 이용한 NUC 프로세스 또는 다른 타입의 교정은 셔터-기반 기술과 조합하여 수행될 수 있다.

적외선 이미징 모듈(100) 및 호스트 장치(102)는 2011년 6월 10일 출원된 미국특허가출원 제61/495,873호, 2011년 6월 10일 출원된 미국특허가출원 제61/495,879호, 및 2011년 6월 10일 출원된 미국특허가출원 제61/495,888호에 제시된 다양한 기술에 따라 구현될 수 있고, 그 내용 전체는 본 발명에 참고자료로 포함된다.

다양한 실시예에서, 호스트 장치(102) 및/또는 적외선 이미징 모듈(100)의 구성요소들은 유선 및/또는 무선 네트워크를 통해 서로 통신하는 구성요소들을 갖는 로컬 또는 분산형 시스템으로 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 식별되는 다양한 작동은 특정 구현예에서 요망되는 바와 같이 로컬 및/또는 원격 구성요소들에 의해 수행될 수 있다.

도 5는 발명의 일 실시예에 따라 NUC 항목을 결정하기 위해 다양한 자곧ㅇ들의 순서도를 예시한다. 일부 실시예에서, 도 5의 작동은 적외선 센서(132)에 의해 캡처되는 이미지 프레임 상에서 작동하는 프로세싱 모듈(160) 또는 프로세서(195)(둘 모두 일반적으로 프로세서로 불림)에 의해 수행될 수 있다.

블록(505)에서, 적외선 센서(132)는 장면의 이미지 프레임 캡처를 시작한다. 통상적으로, 장면은 호스트 장치(102)가 현재 위치하는 현실 세계의 환경일 것이다. 이러한 관점에서, 셔터(105)(선택사항으로서 제공될 경우)는 적외선 이미징 모듈로 하여금 장면으로부터 적외선 복사를 수광하게 하도록 열릴 수 있다. 적외선 센서(132)는 도 5에 도시되는 모든 작동 중 이미지 프레임의 캡처를 계속할 수 있다. 이러한 관점에서, 연속적으로 캡처되는 이미지 프레임이 앞서 논의한 바와 같이 다양한 작동에 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 캡처되는 이미지 프레임은, 도 5에 도시되는 작동에 사용되기 전에, 시간상 필터링될 수 있고(가령, 도 8과 관련하여 여기서 추가적으로 설명되는 블록(826)의 프로세스에 따라), 다른 항목에 의해 처리될 수 있다(가령, 도 8과 관련하여 여기서 추가로 설명되는 바와 같이 팩토리 이득 항목(812), 팩토리 오프셋 항목(816), 앞서 결정된 NUC 항목(817), 칼럼 FPN 항목(820), 및 로우 FPN 항목(824)).

블록(510)에서, NUC 프로세스 개시 이벤트가 검출된다. 일 실시예에서, NUC 프로세스는 호스트 장치(102)의 물리적 움직임에 응답하여 개시될 수 있다. 이러한 움직임은 예를 들어, 프로세서에 의해 폴링될 수 있는 모션 센서(194)에 의해 검출될 수 있다. 일례에서, 사용자는 "소거" 또는 "스와이프"(swipe) 움직임에서 전후로 호스트 장치(102)를 의도적으로 흔드는 등의 방식과 같이, 특정 방식으로 호스트 장치(102)를 운동시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 사용자는 상하, 좌우, 또는 NUC 프로세스 개시를 위한 다른 패턴, 등과 같이, 지정된 속력 및 방향(속도)에 따라 호스트 장치(102)를 운동시킬 수 있다. 본 예에서, 이러한 움직임을 이용함으로써, 캡처되는 이미지 프레임의 노이즈의 "소거"를 시뮬레이션하도록 사용자가 호스트 장치(102)를 직관적으로 작동시킬 수 있다.

다른 예에서, NUC 프로세스는 임계값을 넘는 모션을 넘어설 경우(가령, 통상의 이용에 대해 예상된 것보다 큰 모션) 호스트 장치(102)에 의해 개시될 수 있다. 호스트 장치(102)의 임의의 요망되는 타입의 공간적 변환을 이용하여 NUC 프로세스를 개시할 수 있다.

또 다른 예에서, NUC 프로세스는 앞서 수행한 NUC 프로세스 이래 최소 시간이 경과한 경우 호스트 장치(102)에 의해 개시될 수 있다. 다른 예에서, NUC 프로세스는 적외선 이미징 모듈(100)이 앞서 수행한 NUC 프로세스 이래 최소 온도 변화를 겪은 경우 호스트 장치(102)에 의해 개시될 수 있다. 또 다른 예에서, NUC 프로세스는 연속적으로 개시 및 반복될 수 있다.

블록(515)에서, NUC 프로세스 개시 이벤트가 검출된 후, NUC 프로세스가 실제 수행되어야하는지 여부가 결정된다. 이러한 관점에서, NUC 프로세스는 하나 이상의 추가 조건이 충족되는지 여부에 기초하여 선택적으로 개시될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, NUC 프로세스는 앞서 수행된 NUC 프로세스 이래 최소 시간이 경과하지 않을 경우 수행되지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, NUC 프로세스는 적외선 이미징 모듈(100)이 앞서 수행된 NUC 프로세스 이래 최소 온도 변화를 겪지 않은 경우 수행되지 않을 수 있다. 다른 기준 또는 조건이 다른 실시예에서 사용될 수 있다. 적절한 기준 또는 조건이 충족된 경우, 순서도는 블록(520)으로 진행된다. 그렇지 않을 경우, 순서도는 블록(505)으로 되돌아간다.

NUC 프로세스에서, 흐릿한이미지 프레임을 이용하여 FPN 교정을 위해 캡처된 이미지 프레임에 적용될 수 있는 NUC 항목을 결정할 수 있다. 논의되는 바와 같이, 일 실시예에서, 흐릿한이미지 프레임은 (가령, 장면 및/또는 열 이미저가 움직이고 있을 때 캡처되는) 이동 장면의 복수의 이미지 프레임을 축적시킴으로써 얻을 수 있다. 다른 실시예에서, 흐릿한이미지 프레임은 열 이미저의 광학 요소 또는 다른 구성요소를 디포커싱함으로써 얻을 수 있다.

따라서, 블록(520)에서, 두 접근법 중의 선택이 제공된다. 모션-기반 방식이 사용될 경우, 순서도는 블록(525)으로 진행된다. 디포커스-기반 방식이 사용될 경우, 순서도는 블록(530)으로 진행된다.

이제 모션-기반 방식을 참조하면, 블록(525)에서 모션이 검출된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 모션은 적외선 센서(132)에 의해 캡처되는 이미지 프레임에 기초하여 검출될 수 있다. 이러한 관점에서, 적절한 모션 검출 프로세스(가령, 이미지 등록 프로세스, 프레임-프레임 차이 연산, 또는 다른 적절한 프로세스)를 캡처되는 이미지 프레임에 적용하여, 모션의 존재 여부(가령, 정지 화상 또는 동화상 이미지 프레임이 캡처되는지 여부)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 연속 이미지 프레임들의 화소 주위의 화소 또는 영역들이 사용자 규정 양(가령, 퍼센티지 및/또는 임계값) 이상으로 변화하였느지 여부를 결정할 수 있다. 적어도 주어진 퍼센티ㅈ비의 화소들이 적어도 사용자 규정 양만큼 변화한 경우, 모션은 충분한 확실성으로 검출되어 블록(535)으로 진행할 것이다.

다른 실시예에서, 모션은 화소 단위로 결정될 수 있고, 주목할만한 변화를 나타내는 화소들만이 축적되어 흐릿한이미지 프레임을 제공할 수 있다. 예를 들어, 각각의 화소에 대해 카운터가 제공될 수 있고, 이러한 카운터를 이용하여, 동일 수치의 화소 값들이 각각의 화소에 대해 축적됨을 보장할 수 있고, 또는, 각각의 화소에 대해 실제 축적된 화소 값들의 수치에 기초하여 화소 값들을 평균할 수 있다. 라돈(Radon) 변환의 수행과 같이, 다른 타입의 이미지-기반 모션 검출을 수행할 수 있다.

다른 실시예에서, 모션은 모션 센서(194)에 의해 제공되는 데이터에 기초하여 검출될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 모션 검출은 호스트 장치(102)가 공간을 통해 비교적 직선의 궤적을 따라 이동하는지 여부의 검출을 포함할 수 있다. 예를 들어, 호스트 장치(102)가 비교적 직선의 궤적을 따라 이동할 경우, 이미징되는 장면에서 나타나는 소정의 물체들이 충분히 흐려지지 않을 수 있음이 가능하다(가령, 직선 궤적과 정렬될 수 있는 또는 직선 궤적에 실질적으로 평행하게 움직이는, 장면 내 물체들). 따라서, 이러한 실시예에서, 모션 센서(194)에 의해 검출되는 모션은 특정 궤적을 나타내는 또는 나타내지 않는, 호스트 장치(102)에 의존할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 모션 검출 프로세스 및 모션 센서(194)가 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 다양한 실시예를 이용하여, 장면 및 호스트 장치(102)의 적어도 일부분이 서로에 대해 이동 중일 때 (가령, 장면에 대해 이동하고 있는 호스트 장치(102), 또는, 호스트 장치(102)에 대해 이동하고 있는 장면의 적어도 일부분, 또는 두가지 모두에 의해 야기될 수 있는) 각각의 이미지 프레임이 캡처되었는지 여부에 관한 결정이 이루어질 수 있다.

모션이 검출된 이미지 프레임들은 장면 움직임과 상호작용하는 적외선 센서(132)의 열 시간 상수(가령, 마이크로볼로미터 열 시간 상수)로 인해 캡처되는 장면의 일부 부차적인 흐려짐(장면과 연관된 열 이미지 데이터의 흐려짐)을 나타낼 수 있다고 예상된다.

블록(535)에서, 모션이 검출된 이미지 프레임들이 축적된다. 예를 들어, 연속적인 일련의 이미지 프레임들에 대해 모션이 검출되는 경우, 이 일련의 이미지 프레임들이 축적될 수 있다. 다른 예로서, 일부 이미지 프레임들에 대해서만 모션이 검출되는 경우, 동화상이 아닌 이미지 프레임은 건너뛰고 축적에 포함되지 않는다. 따라서, 연속적 또는 불연속적인 한 세트의 이미지 프레임들이, 검출 모션에 기초하여 축적되도록 선택될 수 있다.

블록(540)에서, 축적된 이미지 프레임들이 평균화되어 흐릿한이미지 프레임을 제공한다. 축적된 이미지 프레임들이 모션 중 캡처되었기 때문에, 실제 장면 정보는 이미지 프레임들 사이에서 변할 것이고 따라서 결과적인 흐릿한이미지 프레임에서 장면 정보를 더욱 흐려지게 할 것으로 예상된다(블록(545)).

이에 반해, (가령, 적외선 이미징 모듈(100)의 하나 이상의 구성요소들에 의해 야기되는) FPN은 모션 중 장면 조도(secne irradiance)의 적어도 제한된 변화에 걸쳐, 그리고 적어도 짧은 시간 주기에 걸쳐 고정 상태로 유지될 것이다. 그 결과, 모션 중 시간 및 공간적으로 근접하여 캡처되는 이미지 프레임들은 동일한 또는 적어도 매우 유사한 FPN의 문제를 나타낼 것이다. 따라서, 장면 정보가 일련의 이미지 프레임에서 변화할 수 있지만, FPN은 본질적으로 일정하게 유지될 것이다. 평균화에 의해, 모션 중 캡처되는 복수의 이미지 프레임들이 장면 정보를 흐리게 할 것이나, FPN을 흐리지는 않을 것이다. 그 결과, FNP은 장면 정보보다 블록(545)에서 제공되는 흐릿한이미지 프레임에서 더욱 선명하게 형성된 상태를 유지할 것이다.

일 실시예에서, 32개 또는 그 이상의 이미지 프레임들이 블록(535, 540)에서 축적 및 평균화된다. 그러나, 임의의 요망되는 개수의 이미지 프레임들이 다른 실시예에서 사용될 수 있고, 그러나, 프레임 카운트가 감소함에 따라 교정 정확도가 대체로 감소한다.

이제 디포커스-기반 방식을 살펴보면, 블록(530)에서, 디포커스 작동은 적외선 센서(132)에 의해 캡처되는 이미지 프레임들을 의도적으로 디포커싱하도록 수행될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하나 이상의 액추에이터(199)를 이용하여, 적외선 이미징 모듈(100)의 기타 구성요소를 조정, 이동, 또는 그렇지 않을 경우 병진 운동시켜서, 적외선 센서(132)가 장면의 흐려진(가령, 포커싱안된) 이미지 프레임을 캡처할 수 있게 한다. 예를 들어, 수동(가령, 사용자-개시) 디포커싱과 같이, 적외선 이미지 프레임을 의도적으로 디포커싱하기 위해 다른 논-액추에이터-기반의 기술이 또한 고려된다.

장면이 이미지 프레임에서 흐려져 나타날 수 있지만, (가령, 적외선 이미징 모듈(100)의 하나 이상의 구성요소에 의해 야기되는) FPN은 디포커싱 작동에 의한 영향없이 유지될 것이다. 그 결과, 장면의 흐릿한이미지 프레임에, 장면 정보보다 흐릿한이미지에서 더욱 선명하게 형성된 상태로 유지되는 FPN이 제공될 것이다.

위 논의에서, 디포커스-기반 방식은 단일 캡처 이미지 프레임과 관련하여 설명되었다. 다른 실시예에서, 디포커스-기반 방식은 적외선 이미징 모듈(100)이 디포커싱되었을 때 복수의 이미지 프레임을 축적하는 단계와, 디포커싱된 이미지 프레임들을 평균하여 시간 노이즈 효과를 제거하고 블록(545)에서 흐릿한이미지 프레임을 제공하는 단계를 포함한다.

따라서, 흐릿한이미지 프레임은 모션-기반 방식 또는 디포커스-기반 방식 중 어느 하나에 의해 블록(545)에서 제공될 수 있다. 장면 정보 중 상당수가 모션, 디포커싱 또는 두가지 모두에 의해 흐려질 것이기 때문에, 흐려지는 이미지 프레임은 장면 정보에 대해 원본 캡처 이미지 프레임의 저역 통과 필터링된 버전으로 효과적으로 고려될 수 있다.

블록(550)에서, 흐릿한이미지 프레임을 처리하여, 업데이트된 로우 및 칼럼 FPN 항목을 결정할 수 있다(가령, 로우 및 칼럼 FPN 항목이 미리 결정되지 않은 경우, 업데이트된 로우 및 칼럼 FPN 항목이 블록(550)의 제 1 반복에서 새로운 로우 및 칼럼 FPN 항목이 될 수 있다). 본 발명에 사용되는 바와 같이, 로우 및 칼럼이라는 용어는 적외선 센서(132)와, 적외선 이미징 모듈(100)의 다른 구성요소들의 배향에 따라 상호혼용가능하게 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 블록(550)은 흐릿한이미지 프레임의 각각의 로우에 대해 공간 FPN 교정 항목을 결정하는 단계(가령, 각각의 로우는 자체 공간 FPN 교정 항목을 가질 수 있음)와, 흐릿한이미지 프레임의 각각의 칼럼에 대해 공간적 FPN 교정 항목을 또한 결정하는 단계(가령, 각각의 칼럼은 자체 공간 FPN 교정 항목을 가질 수 있음)를 포함한다. 이러한 프로세싱을 이용하여, 이미지 프레임에서 수직 및 수평 스트라이프로 나타날 수 있는 ROIC(402) 내 증폭기의 예를 들어, 1/f 노이즈 특성에 의해 야기되는 열 이미저에 내재된 공간적 및 저속 변화형 (1/f) 로우 및 칼럼 FPN을 감소시킬 수 있다.

유리하게도, 흐릿한이미지 프레임을 이용하여 공간 로우 및 칼럼 FPN 항목을 결정함으로써, 실제 이미지 장면의 수직 및 수평 물체들이 로우 및 칼럼 노이즈에 대해 잘못 취급될 위험이 감소할 것이다(가령, FPN이 흐려짐없이 유지될 때 실제 장면 콘텐트는 흐려질 것이다).

일 실시예에서, 로우 및 칼럼 FPN 항목은 흐릿한이미지 프레임의 이웃 화소들 사이의 차이를 고려함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이웃 화소들 사이의 차이를 예시한다. 구체적으로, 도 6에서, 화소(610)는 8개의 최근접 수평 이웃 - 한편에 d0-d3, 다른 한편에 d4-d7 - 에 비교된다. 이웃 화소들 사이의 차이플 평균하여, 예시되는 화소 그룹의 오프셋 에러의 추정치를 얻을 수 있다. 일 로우 또는 일 칼럼 내 각각의 화소에 대해 오프셋 에러를 연산하고, 평균 결과를 이용하여 전체 로우 또는 칼럼을 교정할 수 있다.

실제 장면 데이터가 노이즈로 해석되는 것을 방지하기 위해, 상한 및 하한 임계값을 이용할 수 있다(thPix 및 -thPix). 이러한 임계값을 벗어나는 화소 값들(본 에에서 화소 d1, d4)은, 오프셋 에러 획득에 사용되지 않는다. 추가적으로, 로우 및 칼럼 FPN 교정의 최대 양은 이러한 임계값들에 의해 제한될 수 있다.

공간 로우 및 칼럼 FPN 교정 프로세싱을 위한 추가적인 기술은 2009년 3월 2일 출원된 미국특허출원 제12/396,340호에 제시되며, 그 내용 전체는 본 발명에 참고자료로 포함된다.

도 5를 다시 참조하면, 블록(550)에서 결정되는, 업데이트된 로우 및 칼럼 FPN 항목이 저장되고(블록(552)), 블록(545)에서 제공된 흐릿한이미지 프레임에 적용된다(블록(555)). 이러한 항목들이 적용된 후, 흐릿한이미지 프레임 내 일부 공간 로우 및 칼럼 FPN이 감소될 수 있다. 그러나, 이러한 항목들이 대체로 로우 및 칼럼에 적용되기 때문에, 추가적인 FPN은 화소간 드리프트(또는 다른 이유)와 연관된 공간적으로 상관되지 않은 FPN과 같이 유지될 수 있다. 공간적으로 상관된 FPN의 이웃들은 개별 로우 및 칼럼과 직접 연관되지 않을 수 있는 상태로 또한 유지될 수 있다. 따라서, 추가적인 프로세싱이 아래 논의되는 바와 같이 수행되어 NUC 항목을 결정할 수 있다.

블록(560)에서, 흐릿한이미지 프레임의 로컬 콘트래스트 값(가령, 인접한 또는 소그룹의 화소들 사이의 구배의 절대값 또는 에지)이 결정된다. 흐릿한이미지 프레임의 장면 정보가 상당히 흐져지지 않은 콘트래스팅 영역(가령, 원본 장면 데이터의 하이 콘트래스트 에지)을 포함할 경우, 이러한 특징부는 블록(560)의 콘트래스트 결정 프로세스에 의해 식별될 수 있다.

예를 들어, 흐릿한이미지 프레임의 로컬 콘트래스트 값이 연산될 수 있고, 도는, 그외 다른 요망 타입의 에지 검출 프로세스를 적용하여 로컬 콘트래스트 영역의 일부분으로, 흐릿한이미지 내 소정 화소들을 식별할 수 있다. 이러한 방식으로 마킹되는 화소들은 FPN으로 해석될 과량의 하이 공간 주파수 장면 정보를 지니는 것으로 간주될 수 있다(가령, 이러한 영역은 충분히 흐려지지 않은 장면의 부분에 대응할 수 있음). 이와 같이, 이러한 화소들은 NUC 항목의 추가적 결정에 사용되는 것을 배제할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 콘트래스트 검출 프로세싱은 FPN과 연관된 예상 콘트래스트 값보다 높은 임계치에 의존할 수 있다(가령, 임계치보다 높은 콘트래스트값을 나타내는 화소는 장면 정보인 것으로 간주될 수 있고, 임계치보다 낮은 콘트래스트 값을 나타내는 화소들은 FPN을 나타내는 것으로 간주될 수 있다).

일 실시예에서, 블록(560)의 콘트래스트 결정은 (도 5에 도시되는 바와 같이) 로우 및 칼럼 FPN 항목이 흐릿한이미지 프레임에 적용된 후 흐릿한이미지 프레임 상에서 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 블록(560)은 (가령, 이러한 항목의 결정에 장면 기반 콘트래스트가 기여하는 것을 방지하기 위해) 로우 및 칼럼 FPN 항목이 결정되기 전에 콘트래스트를 결정하기 위해 블록(550) 이전에 수행될 수 있다.

블록(560) 이후에, 흐릿한이미지 프레임에 남아있는 하이 공간 주파수 콘텐트가 공간적으로 상관없는 FPN에 대체로 귀속될 수 있다. 이러한 관점에서, 블록(56)에 이어, 나머지 노이즈 또는 실제 요망 장면 기반 정보의 상당분이, 의도적인 이미지 프레임 흐려짐(가령, 블록(520-545)에서의 모션 또는 디포커싱에 의함), 로우 및 칼럼 FPN 항목의 적용(블록(555)), 및 콘트래스트 결정(블록(560))으로 인해 흐릿한이미지 프레임으로부터 제거 또는 배제되어 있다.

따라서, 블록(560)에 이어, (가령, 흐릿한이미지 프레임에서 차이 또는 콘트래스트 영역으로 나타나는) 남아있는 하이 공간 주파수 콘텐트가 공간적으로 상관없는 FPN에 귀속됨을 예상할 수 있다. 따라서, 블록(565)에서, 흐릿한이미지 프레임은 고역 통과 필터링된다. 일 실시예에서, 이는 흐릿한이미지 프레임으로부터 높은 공간 주파수 콘텐트를 추출하기 위해 고역 통과 필터를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 이는 흐릿한이미지 프레임에 저역 통과 필터를 적용하는 단계와, 저역 통과 필터링된 이미지 프레임과 필터링되지 않은 흐릿한이미지 프레임 사이의 차를 취하여 하이 공간 주파수 콘텐트를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 고역 통과 필터는 센서 신호(가령, 화소 값)와 그 이웃 간의 평균차를 연산함으로써 구현될 수 있다.

블록(570)에서, 고역 통과 필터링된 흐릿한이미지 프레임에 대해 플랫 필드 교정 프로세스가 수행되어, 업데이트된 NUC 항목을 결정할 수 있다(가령, NUC 프로세스가 앞서 수행되지 않은 경우, 업데이트된 NUC 항목은 블록(570)의 제 1 반복시 새 NUC 항목일 수 있다).

예를 들어, 도 7은 발명의 일 실시예에 따른 플랫 필드 교정 기술(700)을 예시한다. 도 7에서, NUC 항목은 이웃 화소(712-716)의 값을 이용하여 흐릿한이미지 프레임의 각각의 화소(710)에 대해 결정될 수 있다. 각각의 화소(710)에 대하여, 다양한 인접 화소들의 값 간의 절대차에 기초하여 여러 구배가 결정될 수 있다. 예를 들어, 절대값 차이는 화소(712, 714) 사이(좌우 대각선 구배), 화소(716, 718) 사이(상하 수직 구배), 화소(720, 722) 사이(우좌 대각선 구배), 그리고 화소(724, 726) 사이(좌우 수평 구배)에서 결정될 수 있다.

이러한 절대차는 화소(710)에 대한 합산 구배를 제공하도록 합산될 수 있다. 합산 구배에 반비례하는 가중치가 화소(710)에 대해 결정될 수 있다. 이 프로세스는 각각의 화소(710)에 대해 가중치가 제공될 때까지 흐릿한이미지 프레임의 모든 화소(710)에 대해 수행될 수 있다. 저-구배 영역(가령, 흐린 영역 또는 로우 콘트래스트 영역)의 경우, 가중치가 1에 가까울 것이다. 역으로, 고-구배 영역의 경우, 가중치는 0이거나 0에 가까울 것이다. 고역 통과 필터에 의해 추정되는 NUC 항목에 대한 업데이트는 가중치와 곱하여진다.

일 실시예에서, NUC 항목 내로 장면 정보를 도입ㅎ사는 위험은, NUC 항목 결정 프로세스에 소정 양의 일시적 댐핑을 적용함으로써 더 감소될 수 있다. 예를 들어, 0과 1 사이의 일시적 댐핑 팩터(λ)는 저장되는 새 NUC 항목(NUC_NEW)이 구 NUC 항목(NUC_OLD)과 추정되는 업데이트된 NUC 항목(NUC_UPDATE)의 가중 평균이도록, 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 이는 NUC_NEW = λ·NUC_OLD + (1-λ)·(NUC_OLD+NUC_UPDATE) 로 표현될 수 있다.

NUC 항목의 결정이 구배와 관련하여 설명되었으나, 그 대신에 로컬 콘트래스트 값이 적절한 경우 사용될 수 있다. 가령, 표준 편차 연산과 같은 다른 기술이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 2000년 2월 22일 등록된 미국특허 제6,028,309호, 2004년 11월 2일 등록된 미국특허 제6,812,465호, 2008년 5월 5일 출원된 미국특허출원 제12/114,865호에서 제시되는 다양한 프로세스들을 포함한, 다른 타입의 플랫 필드 교정 프로세스를 수행하여, NUC 항목을 결정할 수 있고, 그 내용 전체는 본 발명에 참고자료로 포함된다.

도 5를 다시 참조하면, 블록(570)은 NUC 항목의 추가적인 프로세싱 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 장면 신호 평균을 보존하기 위해, 각각의 NUC 항목으로부터 NUC 항목 평균을 뺌으로써, 모든 NUC 항목들의 합이 0에 정규화될 수 있다. 또한 블록(570)에서, 로우 및 칼럼 노이즈가 NUC 항목에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 각각의 로우 및 칼럼의 평균 값을 각각의 로우 및 칼럼에 대한 NUC 항목으로부터 뺄 수 있다. 그 결과, 블록(550)에서 결정되는 로우 및 칼럼 FPN 항목을 이용하여 로우 및 칼럼 FPN 필터는, (가령, 여기서 더 논의되는 블록(580)에서) NUC 항목이 캡처된 이미지에 적용된 후, (도 8에 더 제시되는 바와 같이) 추가적인 반복에서 로우 및 칼럼 노이즈를 더 우수하게 필터링시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 로우 및 칼럼 FPN 필터는 대체로 더 많은 데이터를 이용하여 로우 당 그리고 칼럼 당 오프셋 계수(가령, 로우 및 칼럼 FPN 항목)를 연산할 수 있고, 따라서, 공간적으로 상관없는 노이즈를 캡처하기 위한 고역 통과 필터링에 기초하는 NUC 항목보다, 공간적으로 상관된 FPN을 감소시키기 위한 더 견고한 대안을 제공할 수 있다.

블록(571-573)에서, 추가적인 고역 통과 필터링 및 업데이트된 NUC 항목의 추가적인 결정을 선택적으로 수행할 수 있어서, 로우 및 칼럼 FPN 항목에 의해 미리 제거되는 것보다 낮은 공간 주파수로 공간적으로 상관된 FPN을 제거할 수 있다. 이러한 관점에서, 적외선 센서(132) 또는 적외선 이미징 모듈(100)의 다른 구성요소들의 일부 가션벙은 로우 또는 칼럼 노이즈로 쉽게 모델링될 수 없는 공간적으로 상관된 FPN 노이즈로 도출될 수 있다. 이러한 공간적으로 상관된 FPN은, 예를 들어, 이웃하는 적외선 센서(132)보다 조도에 다르게 응답하는 적외선 센서(132)들의 클러스터 또는 센서 패키지에 대한 윈도 결함을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 공간적으로 상관된 FPN은 오프셋 교정으로 완화될 수 있다. 이러한 공간적으로 상관된 FPN의 양이 상당한 경우, 노이즈는 흐릿한이미지 프레임에서 또한 검출가능할 수 있다. 이러한 타입의 노이즈가 화소들의 이웃에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 소형 커널을 갖는 고역 통과 필터는 이웃의 FPN을 검출하지 못할 수 있다(가령, 고역 통과 필터에 사용되는 모든 값들이, 영향받은 화소들의 이웃으로부터 취해질 수 있고, 따라서, 동일한 오프셋 에러에 의해 영향받을 수 있다). 예를 들어, 블록(565)의 고역 통과 필터링이 소형 커널로 수행될 경우(가령, 공간적으로 상관된 FPN에 의해 영향받는 화소들의 이웃 내에 있는 바로 인접한 화소들만을 고려함), 넓게 분산된, 공간적으로 상관된 FPN은 검출되지 않을 수 잇다.

예를 들어, 도 11은 발명의 일 실시예에 따른 화소들의 이웃에서 공간적으로 상관된 FPN을 예시한다. 샘플 이미지 프레임(1100)에 도시되는 바와 같이, 화소(1110)들의 이웃은 개별 로우 및 칼럼에 정밀하게 상관되지 않은, 그리고, 여러 화소들의 이웃(본 예에서 대략 4x4 화소들의 이웃)에 걸쳐 분포되는, 공간적으로 상관된 FPN을 나타낼 수 있다. 샘플 이미지 프레임(1100)은 화소(1110)들의 이웃에 대한 저역 통과 값을 추정하는데 사용되는 한 세트의 화소(1130)와, 연산 필터링에 사용되지 않는 실질적으로 균일한 응답을 보여주는 한 세트의 화소(1120)들을 또한 포함한다. 일 실시예에서, 화소(1130)들은 효율적인 하드웨어 또는 소프트웨어 연산을 촉진시키기 위해 2로 나누어질 수 있는 개수의 화소일 수 있다.

도 5를 다시 참조하면, 블록(571-573)에서, 추가적인 고역 통과 필터링 및 업데이트된 NUC 항목의 추가적 결정을 선택적으로 수행할 수 있어서, 화소(1110)에 의해 나타나는 바와 같이 공간적으로 상관된 FPN을 제거할 수 있다. 블록(571)에서, 블록(570)에서 결정된 업데이트된 NUC 항목이 흐릿한이미지 프레임에 적용된다. 따라서, 이 시기에, 흐릿한이미지 프레임은 (가령, 블록(555)에서 업데이트된 로우 및 칼럼 FPN 항목의 적용에 의해) 공간적으로 상관된 FPN에 대해 최초에 교정되었을 것이고, (가령, 블록(571)에서 적용된 업데이트된 NUC 항목의 적용에 의해) 공간적으로 상관없는 FPN에 대해 또한 최초에 교정되었을 것이다.

블록(572)에서, 블록(565)에서 사용된 더 큰 커널을 이용하여 추가적인 고역 통과 필터가 적용되고, 추가적으로 업데이트된 NUC 항목이 블록(573)에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 화소(1110)에 존재하는 공간적으로 상관된 FPN을 검출하기 위해, 블록(572)에서 적용되는 고역 통과 필터는, 영향받지 않은 화소(가령, 화소(1120))와 영향받은 화소(가령, 화소(1110)) 사이에서 차이가 결정될 수 있도록, 화소들의 충분하게 큰 이웃으로부터의 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대형 커널을 갖는 저역 통과 필터가 사용될 수 있고(가령, 3x3 화소보다 훨신 큰 NxN 커널), 결과를 차감하여 적절한 고역 통과 필터링을 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 연산 효율을 위해, NxN 이웃 내부의 소수의 이웃 화소들만이 사용되도록, 성긴 커널(sparse kernel)이 사용될 수 있다. 멀리 떨어진 이웃(가령, 대형 커널)을 이용하는 임의의 주어진 고역 통과 필터 작동의 경우, 공간적으로 상관된 FPN으로 실제 (잠재적으로 흐린) 장면 정보를 모델링하는 위험이 존재한다. 따라서, 일 실시예에서, 일시적 댐핑 팩터(λ)는 블록(573)에서 결정된 업데이트된 NUC 항목에 대해 1에 가깝게 설정될 수 있다.

다양한 실시예에서, 블록(571-573)을 반복하여(가령, 직렬로) 요망되는 이웃 크기의 공간적으로 상관된 FPN을 교더 교정하기 위해 업데이트된 NUC 항목을 더 제공하도록 커널 크기를 증가시키면서 고역 통과 필터링을 반복적으로 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 반복을 수행하기 위한 결정은, 공간적으로 상관된 FPN이 블록(571-573)의 앞선 수행의 업데이트된 NUC 항목에 의해 실제 제거되었는지 여부에 의해 결정될 수 있다.

블록(571-573)이 종료된 후, 캡처된 이미지 프레임에 업데이트된 NUC 항목을 적용할지 여부에 관한 결정이 이루어진다(블록(574)). 예를 들어, 전체 이미지 프레임에 대한 NUC 항목의 절대값의 평균이 최소 임계값보다 작을 경우, 또는 최대 임계값보다 클 경우, NUC 항목은 의미있는 교정을 제공하기 쉽지 않거나 스퓨리어스(spurious)라고 간주될 수 있다. 대안으로서, 임계 기준을 개별 화소에 적용하여, 어느 화소가 업데이트된 NUC 항목을 수신하느지를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 임계값은 새로 연산된 NUC 항목과 앞서 연산된 NUC 항목 간의 차이에 대응할 수 있다. 다른 실시예에서, 임계값은 앞서 연산된 NUC 항목에 독립적일 수 있다. 다른 테스트를 적용하여(가령, 공간 상관 테스트), NUC 항목을 적용하여야하는지 여부를 결정할 수 있다.

NUC 항목이 의미있는 교정을 제공하기 쉽지 않거나 스퓨리어스로 간주될 경우, 순서도는 블록(505)으로 복귀한다. 그렇지 않을 경우, 새로 결정된 NUC 항목이 저장되어(블록(575)), (가령, 도 5의 앞서 수행된 반복에 의해 결정된) 앞선 NUC 항목을 대체하고, 캡처된 이미지 플에ㅣㅁ에 적용된다(블록(580)).

도 8은 도 5의 다양한 이미지 프로세싱 기술과, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 프로세싱 파이프라인(800)에 적용되는 다른 작동들을 예시한다. 이러한 관점에서, 파이프라인(800)은 적외선 이미징 모듈(100)에 의해 제공되는 이미지 프레임들을 교정하기 위한 전체 반복적 이미지 프로세싱 기법의 범주에서 도 5의 다양한 작동들을 식별한다. 일부 실시예에서, 파이프라인(800)은 적외선 센서(132)에 의해 캡처되는 이미지 프레임 상에서 작동하는 프로세싱 모듈(160) 또는 프로세서(195)(둘 모두 일반적으로 프로세서라고도 불림)에 의해 제공될 수 있다.

적외선 센서(132)에 의해 캡처되는 이미지 프레임들은, 개선된 신호-잡음비를 이미지 프레임(802)에 제공하기 위해 복수의 이미지 프레임들을 통합하는 평균기(averager)(804)에 제공될 수 있다. 프레임 평균기(804)는 적외선 센서(132), ROIC(402), 및 높은 이미지 캡처율을 지원하도록 구현되는 적외선 센서 조립체(128)의 다른 구성요소들에 의해 효과적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 적외선 센서 조립체(128)는 240Hz의 프레임 속도로 적외선 이미지 프레임을 캡처할 수 있다(가령, 초당 240개의 이미지). 본 실시예에서, 이러한 높은 프레임 속도는 예를 들어, (가령, 이동 전화 전압과 호환되는) 비교적 저전압에서 적외선 센서 조립체(128)를 작동시킴으로써, 그리고, 비교적 작은 적외선 센서 어레이(132)(가령, 일 실시예에서 64x64 적외선 센서의 어레이)를 이용함으로써, 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 이러한 적외선 이미지 프레임은 높은 프레임 속도(가령, 240Hz 또는 다른 프레임 속도)로 적외선 센서 조립체(128)로부터 프로세싱 모듈(160)에 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 적외선 센서 조립체(128)는 더 긴 시간 주기에 걸쳐 또는 복수의 시간 주기에 걸쳐 통합될 수 있어서, 더 낮은 프레임 속도(가령, 30Hz, 9Hz, 또는 다른 프레임 속도)로 프로세싱 모듈(160)에 통합(가령, 평균된) 적외선 이미지 프레임들을 제공할 수 있다. 높은 이미지 캡처율의 제공에 사용될 수 있는 구현예에 관한 추가 정보는 앞서 참조한 미국특허가출원 제61/495,8790호에서 찾을 수 있다.

이미지 프레임(802)은 파이프라인(800)을 통해 진행되어, 다양한 항목에 의해 조정되고, 시간적으로 필터링되며, 다양한 조정 항목을 결정하는데 사용되고, 그리고 이득 보상된다.

블록(810, 814)에서, 팩토리 이익 항목(812) 및 팩토리 오프셋 항목(816)을 이미지 프레임(802)에 적용하여, 제조 및 검사 중 결정되는 적외선 이미징 모듈(100)의 다양한 적외선 센서(132) 및/또는 다른 구성요소들 사이의 이득 및 오프셋 차이를 각각 보상할 수 있다.

블록(580)에서, NUC 항목(817)을 이미지 프레임(802)에 적용하여 논의되는 바와 같이 FPN을 교정할 수 있다. 일 실시예에서, NUC 항목(817)이 아직 결정되지 않은 경우(가령, NUC 프로세스가 개시되기 전에), 블록(580)이 수행되지 않을 수 있고, 또는, 초기화 값이 NUC 항목(817)에 사용되어, 이미지 데이터에 어떤 변경도 없게 된다(가령, 모든 화소에 대한 오프셋이 0과 같아질 것이다).

블록(818, 822)에서, 각각 칼럼 FPN 항목(820) 및 로우 FPN 항목(824)이 이미지 프레임(820)에 적용된다. 칼럼 FPN 항목(820) 및 호우 FPN 항목(824)은 논의되는 바와 같이 블록(550)에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 칼럼 FPN 항목(820) 및 로우 FPN 항목(824)이 아직 결정되지 않은 경우(가령, NUC 프로세스가 개시되기 전에), 블록(818, 820)이 수행되지 않을 수 있고, 또는 칼럼 FPN 항목(820) 및 로우 FPN 항목(824)에 대해 초기화 값이 사용되어, 이미지 데이터에 어떤 변경도 나타나지 않게 된다(가령, 모든 화소에 대한 오프셋이 0과 같아질 것임).

블록(826)에서, 일시적 노이즈 감소(TNR) 프로세스에 따라 이미지 프레임(820)에 대해 시간 필터링이 수행된다. 도 9는 발명의 일 실시예에 따른 TNR 프로세스를 예시한다. 도 9에서, 현재 수신되는 이미지 프레임(802a) 및 앞서 일시적으로 필터링된 이미지 프레임(802b)을 처리하여, 새로운 일시적 필터링된 이미지 프레임(802e)을 결정할 수 있다. 이미지 프레임(802a, 802b)은 각각 화소(805a, 805b) 주위에 중심을 갖는 화소(803a, 803b)의 로컬 이웃들을 포함한다. 이웃(803a, 803b)들은 이미지 프레임(802a, 802b) 내의 동일 위치에 대응하고, 이미지 프레임(802a, 802b) 내 총 화소들의 서브세트다. 예시되는 실시예에서, 이웃(803a, 803b)들은 5x5 화소들의 영역을 포함한다. 다른 이웃 크기도 다른 실시예에서 사용될 수 있다.

이웃(803a, 803b)들의 대응하는 화소들 사이의 차를 결정하고 평균하여, 화소(805a, 805b)에 대응하는 위치에 대해 평균된 델타값(805c)을 제공할 수 있다. 평균된 델타값(805c)을 이용하여, 이미지 프레임(802a, 802b)의 화소(805a, 805b)에 적용될 블록(807)의 가중치를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 그래프(809)로 도시되는 바와 같이, 블록(807)에서 결정된 가중치는, 이웃(803a, 803b) 사이에 큰 차이가 있을 때 가중치가 0을 향해 급속하게 떨어지도록, 평균된 델타 값(805c)에 반비례할 수 있다. 이러한 관점에서, 이웃(803a, 803b) 사이의 큰 차는 (가령, 모션으로 인해) 장면 내에서 변화가 발생하였음을 표시할 수 있고, 화소(802a, 802b)는 일 실시예에서, 적절히 가중되어, 프레임-간 장면 변화에 걸쳐 흐려짐 유입을 방지할 수 있다. 가중치와 평균 델타 값(805c) 사이의 다른 연관성이 다양한 실시예에서 사용될 수 있다.

블록(807)에서 결정되는 가중치는 화소(805a, 805b)에 적용되어, 이미지 프레임(802e)의 대응 화소(805e)에 대한 값을 결정할 수 있다(블록(811)). 이러한 관점에서, 화소(805e)는 블록(807)에서 결정된 가중치 및 평균 델타 값(805c)에 따라, 화소(805a, 805b)의 가중 평균(또는 다른 조합)인 값을 가질 수 있다.

예를 들어, 일시적으로 필터링된 이미지 프레임(802e)의 화소(805e)는 이미지 프레임(802a, 802b)의 화소(805a, 805b)의 가중 합일 수 있다. 화소(805a, 805b) 사이의 평균 차가 노이즈로 인한 것일 경우, 이웃(805a, 805b) 사이의 평균 변화가 (가령, 상관없는 변화의 평균에 대응하는) 0에 가까울 것이라고 예상된다. 이러한 상황 하에서, 이웃(805a, 805b) 사이의 차이의 합은 0에 가까울 것으로 예상된다. 이러한 경우에, 이미지 프레임(802a)의 화소(805a)는 화소(805e)의 값에 기여하도록, 적절히 가중될 수 있다.

그러나, 이러한 차이의 합이 0이 아닐 경우(가령, 일 실시예에서 0으로부터 소량만큼 차이가 나는 경우에도), 이러한 변화는 노이즈 대신에 모션에 귀속되는 것으로 해석될 수 있다. 따라서, 모션은 이웃(805a, 805b)에 의해 나타나는 평균 변화에 기초하여 검출될 수 있다 이러한 환경 하에서, 이미지 프레임(802a)의 화소(805a)는 무겁게 가중될 수 있고, 이미지 프레임(802b)의 화소(805b0는 가볍게 가중될 수 있다.

다른 실시예도 또한 고려된다. 예를 들어, 평균 델타값(805c)이 이웃(805a, 805b)에 기초하여 결정되는 것으로 설명되었으나, 다른 실시예에서, (가령, 개별화소에 기초하여, 또는 다른 타입의 화소들의 세트들의 그룹에 기초하여) 임의의 요망되는 기준에 기초하여 평균 델타 값(805c)이 결정될 수 있다.

위 실시예에서, 이미지 프레임(802a)은 현재 수신되는 이미지 프레임으로 설명되고 있고, 이미지 프레임(802b)은 앞서 일시적으로 필터링된 이미지 프레임으로 설명되고 있다. 다른 실시예에서, 이미지 프레임(802a, 802b)들은 일시적으로 필터링되지 않은 적외선 이미징 모듈(100)에 의해 캡처되는 제 1 및 제 2 이미지 프레임일 수 있다.

도 10은 블록(826)의 TRN 프로세스에 관련하여 추가적인 구현 세부사항을 예시한다. 도 10에 도시되는 바와 같이, 이미지 프레임(802a, 802b)은 라인 버퍼(1010a, 1010b) 내로 판독될 수 있고, 이미지 프레임(802b)(가령, 앞선 이미지 프레임)은 버퍼(1010b) 내로 판독되기 전에 프레임 버퍼(1020)에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 라인 버퍼(1010a-b) 및 프레임 버퍼(1020)는 적외선 이미징 모듈(100) 및/또는 호스트 장치(102)의 적절한 구성요소에 의해 제공되는 랜덤 액세스 메모리(RAM)의 블록에 의해 구현될 수 있다.

도 8을 다시 참조하면, 이미지 프레임(802e)이 추가적인 프로세싱을 위해 자동 이득 보상 블록(828)에 넘겨져서, 요망되는 바와 같이 호스트 장치(1020에 의해 사용될 수 있는 결과 이미지 프레임(830)을 제공할 수 있다.

도 8은 논의되는 바와 같이 로우 및 칼럼 FPN 항목 및 NUC 항목을 결정하기 위해 수행될 수 있는 다양한 작동들을 더 예시한다. 일 실시예에서, 이러한 작동들은 도 8에 도시되는 바와 같은 이미지 프레임(802e)을 이용할 수 있다. 이미지 프레임(802e)들이 일시적으로 이미 필터링되었기 때문에, 적어도 일부 일시적 노이즈가 제거될 수 있고, 따라서, 로우 및 칼럼 FPN 항목(824, 820) 및 NUC 항목(817)의 결정에 우연하게 영향을 미치지는 않을 것이다. 다른 실시예에서, 일시적이지 않게 필터링된 이미지 프레임(802)이 사용될 수 있다.

도 8에서, 도 5의 블록(510, 515, 520)들은 함께 집합적으로 표현된다. 논의되는 바와 같이, NUC 프로세스는 다양한 기준 또는 조건에 기초하여, 그리고 다양한 NUC 프로세스 개시 이벤트에 응답하여, 선택적으로 개시 및 수행될 수 있다. 또한 논의되는 바와 같이, NUC 프로세스는 흐릿한이미지 프레임을 제공하기 위해(블록(545)) 모션-기반 방식(블록(525, 535, 540))에 따라 또는 디포커스-기반 방식(블록(530))에 따라 수행될 수 있다. 도 8은 도 5와 관련하여 앞서 논의한 다양한 추가 블록(550, 552, 555, 560, 565, 570, 571, 572, 573, 575)을 더 예시한다.

도 8에 도시되는 바와 같이, 로우 및 칼럼 FPN 항목(824, 820) 및 NUC 항목(817)이 결정될 수 있고 반복적 방식으로 적용될 수 있어서, 앞선 항목이 이미 적용된 이미지 프레임(802)을 이용하여, 업데이트된 항목들이 결정되게 된다. 그 결과, 도 8의 전체 프로세스는 호스트 장치(102)에 의해 사용될 이미지 프레임(830) 내 노이즈를 연속적으로 감소시키기 위해 이러한 항목들을 반복적으로 업데이트 및 적용할 수 있다.

도 10을 다시 참조하면, 파이프라인(800)과 관련하여 도 5 및 도 8의 다양한 블록에 대해 추가적인 구현 세부사항이 예시된다. 예를 들어, 블록(525, 535, 540)은 파이프라인(800)에 의해 수용되는 이미지 프레임(802)들의 조정 프레임 속도로 작동하는 것으로 도시된다. 도 10에 도시되는 실시예에서, 블록(5250에서 이루어지는 결정은 다른 이미지 프레임에 추가될 경우 흐려짐을 개선시킬, 따라서, 축적되고(본 실시예에서 화살표로 블록(535)을 나타냄) 평균되는(블록(540)), 이미지 프레임으로 간주될 수 있도록, 주어진 이미지 프레임(802)이 충분히 변화하였는지 여부를 결정하는데 사용되는 결정 다이아몬드로 표현된다.

또한 도 10에서, 칼럼 FPN 항목(820)의 결정(블록(550))이 블록(540)에서 수행되는 평균화로 인해 본 예에서 센서 프레임 속도(가령, 조정 프레임 속도)의 1/32인 업데이트 속도에서 작동하는 것으로 도시된다. 다른 업데이트 속도가 다른 실시예에서 사용될 수 있다. 도 10에서 칼럼 FPN 항목(820)만이 식별되지만, 이제 FPN 항목(824)은 감소된 프레임 속도로 유사한 방식으로 구현될 수 있다.

도 10은 블록(570)의 NUC 결정 프로세스와 관련하에 추가적인 구현 세부사항을 또한 예시한다. 이러한 관점에서, 흐릿한이미지 프레임은 (가령, 호스트 장치(102) 및/또는 적외선 이미징 모듈(100)의 적절한 구성요소에 의해 제공되는 RAM의 블록에 의해 구현되는) 라인 버퍼(1030)로 판독될 수 있다. 도 7의 플랫 필드 교정 기술(700)은 흐릿한 이미지 프레임 상에서 수행될 수 있다.

본 발명의 관점에서, 여기서 설명되는 기술을 이용하여, 공간적으로 상관된 로우 및 칼럼 FPN과 공간적으로 상관없는 FPN과 같이 다양한 타입의 FPN(가령, 초고 진폭 FPN 포함)을 제어할 수 있다.

다른 실시예가 또한 고려된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 로우 및 칼럼 FPN 항목 및/또는 NUC 항목이 업데이트되는 속도는, 흐릿한 이미지 프레임 내 추정된 흐림 정도에 반비례할 수 있고, 및/또는, 로컬 콘트래스트 값의 크기에 반비례할 수 있다(블록(560)에서 결정됨).

다양한 실시예에서, 설명되는 기술은 종래의 셔터-기반 노이즈 교정 기술에 비해 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 무-셔터 프로세스를 이용함으로써, (가령, 셔터(105)와 같은) 셔터가 제공될 필요가 없고, 따라서, 크기, 중량, 비용, 및 기계적 복잡도가 감소할 수 있다. 적외선 이미징 모듈(100)에 공급되는, 또는 적외선 이미징 모듈(100)에 의해 발생되는, 전력 및 최대 전압은 셔터가 기계ㅈ거으로 작동할 필요가 없을 경우 또한 감소할 수 있다. 잠재적 고장점으로 셔터를 제거함으로써 신뢰도가 개선될 것이다. 무-셔터 프로세스는 셔터에 의해 이미징되는 장면의 일시적 차단에 의해 야기되는 잠재적 이미지 인터럽션을 또한 제거한다.

또한, (셔터에 의해 제공되는 균일한 장면이 아닌) 현실 세계 장면으로부터 캡처되는 의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 이용하여 노이즈를 교정함으로써, 이미징되고자 하는 실제 장면과 유사한 조도 레벨을 갖는 이미지 프레임에 대해 노이즈 교정이 수행될 수 있다. 이는 다양한 설명 기술에 따라 결정되는 노이즈 교정 항목의 정확도 및 유효성을 개선시킬 수 있다.

적용가능하다면 본 발명에 의해 제공되는 다양한 실시예는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합들을 이용하여 구현될 수 있다. 또한 적용가능하다면, 여기서 제시되는 다양한 하드웨어 구성요소 및/또는 소프트웨어 구성요소들은 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 소프트웨어, 하드웨어, 및/또는 둘 모두를 포함하는 복합 구성요소로 조합될 수 있다. 적용가능하다면, 여기서 제시되는 다양한 하드웨어 구성요소 및/또는 소프트웨어 구성요소들이 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 소프트웨어, 하드웨어, 또는 둘 모두를 포함하는 서브-구성요소로 분리될 수 있다. 추가적으로, 적용가능하다면, 소프트웨어 구성요소들이 하드웨어 구성요소로 구현될 수 있고, 그 역도 가능하다.

비-일시적 명령어, 프로그램 코드, 및/또는 데이터와 같은 본 발명에 따른 소프트웨어는, 하나 이상의 비-일시적 기계 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 식별되는 소프트웨어는 하나 이상의 범용 또는 전용 컴퓨터 및/또는 컴퓨터 시스템, 네트워크, 및/또는 등을 이용하여 구현될 수 있다. 적용가능하다면, 여기서 설명되는 다양한 단계들의 배열이 변경될 수 있고, 복합 단계로 조합될 수 있으며, 및/또는 서브-단계로 분리되어 여기서 설명되는 특징들을 제공할 수 있다.

Claims

적외선 이미징 장치에 의해 캡처되는 이미지 프레임으로부터 노이즈를 제거하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 수신하는 단계 - 상기 흐릿한 이미지 프레임은 상기 적외선 이미징 장치에 의해 야기되는 노이즈 및 장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터를 포함함 - 와,
상기 흐릿한 이미지 프레임을 처리하여, 복수의 불균일성 교정(NUC) 항목을 결정하여 공간적으로 상관없는 고정 패턴 노이즈(FPN)를 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키는 단계와,
NUC 항목을 캡처된 이미지 프레임에 적용하는 단계를 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,
의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 제공하도록 장면의 적어도 일부분에 대해 적외선 이미징 장치가 모션 중일 때 캡처되는 한 세트의 이미지 프레임을 축적시키는 단계를 더 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 모션은 NUC 교정을 수행하도록 사용자에 의해 개시되는 적외선 이미징 장치의 움직임인
노이즈 제거 방법.
제 2 항에 있어서,
모션을 검출하는 단계와,
검출된 모션에 기초하여 상기 한 세트의 이미지 프레임을 선택하는 단계를 더 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 4 항에 있어서,
모션을 검출하는 단계는, 이미지 프레임의 화소를 평가하는 단계를 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 4 항에 있어서,
모션을 검출하는 단계는, 모션 센서를 모니터링하는 단계를 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 2 항에 있어서,
축적 이전에 캡처된 이미지 프레임을 시간 필터링(temporal filtering)하는 단계를 더 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 시간 필터링은
제 1 이미지 프레임을 제 2 이미지 프레임과 비교하는 단계와,
상기 제 1 및 제 2 이미지 프레임 내 대응하는 화소들의 이웃에 의해 나타나는 평균 변화에 기초하여 모션을 검출하는 단계를 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,
적외선 이미징 장치를 의도적으로 디포커싱하는 단계와,
적외선 이미징 장치가 디포커싱될 때 장면으로부터 흐릿한 이미지 프레임을 캡처하는 단계를 더 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,
흐릿한 이미지 프레임을 처리하는 단계는,
흐릿한 이미지 프레임의 각각의 화소에 대해, 인접 화소들의 값에 기초하여 로컬 콘트래스트 값을 결정하는 단계와,
로컬 콘트래스트 값에 기초하여 NUC 항목을 결정하는 단계를 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,
NUC 항목이 결정되기 전에 흐릿한 이미지 프레임으로부터 흐릿한 열 이미지 데이터를 실질적으로 제거하도록 흐릿한 이미지 프레임에 고역 통과 필터를 적용하는 단계를 더 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 고역 통과 필터는 제 1 커널을 갖는 제 1 고역 통과 필터이고, 상기 방법은,
흐릿한 이미지 프레임에 NUC 항목을 적용하는 단계와,
흐릿한 이미지 프레임으로부터 추가적인 흐릿한 열 이미지 데이터를 제거하기 위해 NUC 항목이 적용된 후 흐릿한 이미지 프레임에 제 2 고역 통과 필터를 적용하는 단계 - 제 2 고역 통과 필터는 제 1 커널보다 낮은 공간 주파수를 갖는 노이즈를 식별하도록 제 1 커널보다 큰 제 2 커널을 가짐 - 와,
흐려진 이미지 프레임을 처리하여, NUC 항목을 업데이트하여 실질적으로 상관된 FPN을 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키는 단계를 더 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,
흐릿한 이미지 프레임의 로컬 콘트래스트 값을 결정하는 단계와,
장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터가 NUC 항목 내로 유입되는 것을 방지하기 위해, NUC 항목의 결정으로부터 로컬 콘트래스트 값과 연관된 화소를 배제하는 단계를 더 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,
흐릿한 이미지 프레임을 처리하여, 복수의 공간적으로 상관된 FPN 항목을 결정하여, 적외선 이미징 장치의 적외선 센서의 로우 또는 칼럼과 연관된 공간적으로 상관된 FPN을 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키는 단계와,
캡처된 이미지 프레임에 공간적으로 상관된 FPN 항목을 적용하는 단계를 더 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 14 항에 있어서,
흐릿한 이미지 프레임에 공간적으로 상관된 FPN 항목을 적용하여, 공간적으로 상관없는 FPN을 제거하기 위한 NUC 항목이 결정되기 전에 흐릿한 이미지 프레임으로부터 공간적으로 상관된 FPN을 실질적으로 제거하는 단계를 더 포함하는
노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,
장면은 적외선 이미징 장치가 위치한 환경인
노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적외선 이미징 장치는 모바일 장치에서 구현되도록 구성되는
노이즈 제거 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 수신하는 단계, 처리하는 단계, 및 적용하는 단계는 적외선 이미징 장치와 통신하는 원격 시스템에 의해 수행된다.
노이즈 제거 방법.
이미지 프레임을 캡처하도록 구성되는 복수의 적외선 센서를 포함하는 적외선 이미징 장치와,
의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 처리하도록 구성되는 프로세서를 포함하며,
상기 흐릿한 이미지 프레임은 적외선 이미징 장치에 의해 야기되는 노이즈 및 장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터를 포함하고, 상기 프로세서는
- 공간적으로 상관없는 고정 패턴 노이즈(FPN)를 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키도록 복수의 불균일성 교정(NUC) 항목을 결정하기 위해 흐릿한 이미지 프레임을 이용하도록 구성되고,
- 캡처된 이미지 프레임에 NUC 항목을 적용하도록 구성되는
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 프로세서는 흐릿한 이미지 프레임을 제공하도록 장면의 적어도 일부분에 대해 적외선 이미징 장치가 모션 중일 때 캡처되는 한 세트의 이미지 프레임을 축적하도록 구성되는
장치.
제 20 항에 있어서,
상기 모션은 NUC 교정을 수행하도록 사용자에 의해 개시되는 적외선 이미징 장치의 움직임인
장치.
제 20 항에 있어서,
상기 프로세서는,
모션을 검출하도록 구성되고,
검출된 모션에 기초하여 한 세트의 이미지 프레임을 선택하도록 구성되는
장치.
제 22 항에 있어서,
상기 프로세서는 모션을 검출하도록 이미지 프레임의 화소를 평가하도록 구성되는
장치.
제 22 항에 있어서,
상기 장치는 모션 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는 모션을 검출하도록 상기 모션 센서를 모니터링하도록 구성되는
장치.
제 20 항에 있어서,
상기 프로세서는 한 세트의 이미지 프레임이 축적되기 전에 캡처된 이미지 프레임을 시간적 필터링하도록 구성되는
장치.
제 25 항에 있어서,
상기 프로세서는,
제 1 이미지 프레임을 제 2 이미지 프레임과 비교하도록 구성되고,
제 1 및 제 2 이미지 프레임 내 대응 화소들의 이웃에 의해 나타나는 평균 변화에 기초하여 모션을 검출하도록 구성되는
장치.
제 19 항에 있어서,
흐릿한 이미지 프레임은 적외선 이미징 장치가 의도적으로 디포커싱될 때 장면으로부터 캡처되는
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 프로세서는,
흐릿한 이미지 프레임의 각각의 화소에 대해, 인접 화소들의 값에 기초하여 로컬 콘트래스트 값을 결정하도록 구성되고,
로컬 콘트래스트 값에 기초하여 NUC 항목을 결정하도록 구성되는
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 프로세서는 NUC 항목이 결정되기 전에 흐릿한 이미지 프레임으로부터 흐릿한 열 이미지 데이터를 실질적으로 제거하도록 흐릿한 이미지 프레임에 고역 통과 필터를 적용하도록 구성되는
장치.
제 29 항에 있어서,
상기 고역 통과 필터는 제 1 커널을 갖는 제 1 고역 통과 필터이고, 상기 프로세서는,
- 흐릿한 이미지 프레임에 NUC 항목을 적용하도록 구성되고,
- 흐릿한 이미지 프레임으로부터 추가적인 흐릿한 열 이미지 데이터를 제거하도록 NUC 항목이 적용된 후 흐릿한 이미지 프레임에 제 2 고역 통과 필터를 적용하도록 구성되며, 상기 제 2 고역 통과 필터는 제 1 커널보다 낮은 공간 주파수를 갖는 노이즈를 식별하기 위해 제 1 커널보다 큰 제 2 커널을 가지며,
- 흐릿한 이미지 프레임을 이용하여 NUC 항목을 업데이트시켜서, 공간적으로 상관된 FPN을 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키도록 구성되는
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 프로세서는,
흐릿한 이미지 프레임 내 로컬 콘트래스트 값을 결정하도록 구성되고,
장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터가 NUC 항목에 유입되는 것을 방지하기 위해, NUC 항목의 결정으로부터 로컬 콘트래스트 값과 연관된 화소를 배제하도록 구성되는
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 프로세서는,
흐릿한 이미지 프레임을 이용하여 복수의 공간적으로 상관된 FPN 하목을 결정하여, 적외선 센서의 로우 또는 칼럼과 연관된 공간적으로 상관된 FPN을 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키도록 구성되고,
공간적으로 상관된 FPN 항목을 캡처된 이미지 프레임에 적용하도록 구성되는
장치.
제 32 항에 있어서,
상기 프로세서는, 공간적으로 상관없는 FPN을 제거하기 위한 NUC 항목이 결정되기 전에 흐릿한 이미지 프레임으로부터 공간적으로 상관된 FPN을 실질적으로 제거하도록, 흐릿한 이미지 프레임에 공간적으로 상관된 FPN 항목을 적용하도록 구성되는
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 장면은 적외선 이미징 장치가 위치하는 환경인
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 장치는 적외선 이미징 장치를 수신하도록 구성된 모바일 장치인
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 프로세서는 적외선 이미징 장치의 일부분인
장치.
적외선 이미징 장치에 의해 캡처되는 이미지 프레임으로부터 노이즈를 제거하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 수신하는 단계 - 상기 흐릿한 이미지 프레임은 상기 적외선 이미징 장치에 의해 야기되는 노이즈 및 장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터를 포함함 - 와,
상기 흐릿한 이미지 프레임을 처리하여, 복수의 공간적으로 상관된 고정 패턴 노이즈(FPN) 항목을 결정하여, 적외선 이미징 장치의 적외선 센서의 로우 또는 칼럼과 연관된 공간적으로 상관된 FPN을 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키는 단계와,
공간적으로 상관된 FPN 항목을 캡처된 이미지 프레임에 적용하는 단계를 포함하는
노이즈 제거 방법.
이미지 프레임을 캡처하도록 구성되는 복수의 적외선 센서를 포함하는 적외선 이미징 장치와,
의도적으로 흐릿한 이미지 프레임을 처리하도록 구성되는 프로세서를 포함하며,
상기 흐릿한 이미지 프레임은 적외선 이미징 장치에 의해 야기되는 노이즈 및 장면과 연관된 흐릿한 열 이미지 데이터를 포함하고, 상기 프로세서는
- 흐릿한 이미지 프레임을 이용하여, 복수의 공간적으로 상관된 고정 패턴 노이즈(FPN) 항목을 결정하여, 적외선 센서의 로우 또는 칼럼과 연관된 공간적으로 상관된 FPN을 포함하는 노이즈의 일부분을 감소시키도록 구성되고,
- 공간적으로 상관된 FPN 항목을 캡처된 이미지 프레임에 적용하도록 구성되는,
장치.