KR20200029210A - 초음파 카메라의 영상 보정 방법 및 장치 - Google Patents

초음파 카메라의 영상 보정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 카메라 영상 보정 방법은, 다중 주파수를 사용하는 초음파 카메라를 통해 소정 주파수 값 간격의 복수의 주파수 성분으로 구성되는 신호가 방사됨에 기초하여 영상을 획득하는 단계와, 상기 획득된 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 상기 초음파 카메라의 위치를 원점으로 하는 극좌표 값 (r,
Figure pat00067
)을 산출하는 단계와, 상기 산출된 극좌표 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 송신 주파수 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 주파수 천이량을 산출하는 단계와, 상기 산출된 주파수 천이량을 이용하여 상기 초음파 카메라를 통해 방사된 상기 신호의 상기 복수의 주파수 성분 중 천이된 주파수 성분의 수를 산출하는 단계와, 상기 산출된 천이된 주파수 성분의 수를 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각의 상기 극좌표 값을 보상하여 상기 획득된 영상을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

초음파 카메라의 영상 보정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CORRECTING IMAGES FROM AN ULTRASONIC CAMERA}
본 발명은 초음파 카메라로 획득한 영상을 보정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 다중 주파수를 이용하는 초음파 카메라에 의해 획득된 영상의 왜곡을 보정하는 영상 보정 방법 및 장치에 관한 것이다.
수중에서 기동하는 수중 운동체는 인근에 위치하는 수중 물체의 탐지, 식별 등의 목적으로 인지용 소나(sound navigation and ranging, SONAR)를 탑재한다. 초음파 카메라는 이러한 인지용 소나의 한 종류로 수중 운동체에 탑재되어 수중 운동체 주변의 영상을 획득한다.
초음파 카메라는 일반적으로 수중의 일정 위치에 고정되거나 정지하여 운용된다. 하지만, 최근 수중 운동체의 높은 기동 속도가 요구되고 있으며, 이에 따라 높은 기동 속도를 가지는 수중 운동체에서도 초음파 카메라를 이용하여 안정적인 영상을 획득하기 위한 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
한편, 초음파 카메라가 탑재된 수중 운동체가 고속으로 기동하는 경우, 초음파 카메라에서 방사되는 신호와 관련하여 도플러 효과(doppler effect)가 발생할 수 있다. 이렇게 도플러 효과가 발생된 신호가 수중 물체에 반사되어 되돌아와 수신되는 경우, 수신된 신호에 도플러 효과가 누적될 수 있다. 이와 같이, 도플러 효과의 누적에 따른 신호를 기초로 획득된 영상에는 도플러 천이(doppler shift)가 발생하게 되어, 획득된 영상에 대한 왜곡을 발생시킨다.
따라서, 초음파 카메라를 통해 안정적인 영상을 획득하여 보다 정확하게 수중 물체를 탐지하기 위해서는 도플러 효과가 고려될 필요가 있다.
한국등록특허 제10-1580427호 (2015년 12월 18일 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 초음파 카메라에 의해 획득되는 영상에서 도플러 효과에 의한 왜곡을 보정하여 보다 정확한 영상을 제공함으로써 물체의 탐지 정확도를 향상시키는 초음파 카메라의 영상 보정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 바로 제한되지 않으며, 언급되지는 않았으나 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 목적을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 카메라 영상 보정 방법은, 다중 주파수를 사용하는 초음파 카메라를 통해 소정 주파수 값 간격의 복수의 주파수 성분으로 구성되는 신호가 방사됨에 기초하여 영상을 획득하는 단계와, 상기 획득된 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 상기 초음파 카메라의 위치를 원점으로 하는 극좌표 값 (r,
Figure pat00001
)을 산출하는 단계와, 상기 산출된 극좌표 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 송신 주파수 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 주파수 천이량을 산출하는 단계와, 상기 산출된 주파수 천이량을 이용하여 상기 초음파 카메라를 통해 방사된 상기 신호의 상기 복수의 주파수 성분 중 천이된 주파수 성분의 수를 산출하는 단계와, 상기 산출된 천이된 주파수 성분의 수를 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각의 상기 극좌표 값을 보상하여 상기 획득된 영상을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상을 획득하는 단계는, 상기 방사된 신호가 특정 물체에 의해 반사되어 상기 초음파 카메라를 통해 수신됨에 기초하여 상기 영상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주파수 천이량은,
Figure pat00002
(상기 dj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 주파수 천이량, 상기 vj는 상기 특정 물체의 이동 속도에 대한 상기 초음파 카메라의 상대 속도, 상기 fj는 상기 j번째 주파수 성분의 값, 상기 c는 음속)을 이용하여 산출될 수 있다.
또한, 상기 방사된 신호는 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분인 기준 주파수 성분을 포함하고, 상기 송신 주파수 값을 산출하는 단계는, 상기 복수의 주파수 성분 각각에 상기 기준 주파수 성분과 주파수 값의 차이가 작은 순서대로 번호를 부여하는 단계와, 상기 복수의 픽셀 각각에 대해, 상기 방사된 복수의 주파수 성분 각각의 조향 각도 중 상기 산출된 극좌표 값의
Figure pat00003
값과의 차이가 최소가 되는 주파수 성분의 번호를 픽셀의 번호로 부여하는 단계와, 상기 픽셀의 번호, 상기 최소 주파수 값, 상기 소정 주파수 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 상기 송신 주파수 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주파수 천이량은,
Figure pat00004
(상기 dj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 주파수 천이량, 상기 s는 상기 초음파 카메라의 이동 속도, 상기
Figure pat00005
는 상기 j번째 주파수 성분의 조향 각도, 상기 fj는 상기 j번째 신호의 주파수 값, 상기 c는 음속)을 이용하여 산출되고, 상기 조향 각도는 상기 초음파 카메라의 이동 방향을 기준으로 복수의 주파수 성분 각각이 조향되는 각도일 수 있다.
또한, 상기 천이된 주파수 성분의 수는
Figure pat00006
(상기 bj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 천이된 주파수 성분의 수, 상기 Δf는 소정 주파수 값, 상기 dj는 상기 j번째 주파수 성분의 상기 주파수 천이량)을 이용하여 산출될 수 있다.
또한, 상기 획득된 영상을 보정하는 단계는, 상기 방사된 신호의 복수의 주파수 성분 중 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분과 최대 주파수 값을 가지는 주파수 성분 각각에 대한 조향 각도를 결정하는 단계와, 상기 결정된 조향 각도를 이용하여 상기 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도를 결정하는 단계와, 상기 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도, 상기 천이된 신호의 수, 상기 극좌표 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀의 상기 극좌표 값을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 주파수를 사용하는 초음파 카메라를 통해 소정 주파수 값 간격의 복수의 주파수 성분으로 구성되는 신호가 방사됨에 기초하여 영상을 획득하는 영상 획득부와, 상기 획득된 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 상기 초음파 카메라의 위치를 원점으로 하는 극좌표 값 (r,
Figure pat00007
)을 산출하는 극좌표 값 산출부와, 상기 산출된 극좌표 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출하는 주파수 값 산출부와, 상기 산출된 송신 주파수 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 주파수 천이량을 산출하는 천이량 산출부와, 상기 산출된 주파수 천이량을 이용하여 상기 초음파 카메라를 통해 방사된 상기 신호의 상기 복수의 주파수 성분 중 천이된 주파수 성분의 수를 산출하는 천이 주파수 성분 산출부와, 상기 산출된 천이된 주파수 성분의 수를 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각의 상기 극좌표 값을 보상하여 상기 획득된 영상을 보정하는 영상 보정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상 획득부는 상기 방사된 신호가 특정 물체에 의해 반사되어 상기 초음파 카메라를 통해 수신됨에 기초하여 상기 영상을 획득할 수 있다.
또한, 상기 주파수 천이량은,
Figure pat00008
(상기 dj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 주파수 천이량, 상기 vj는 상기 특정 물체의 이동 속도에 대한 상기 초음파 카메라의 상대 속도, 상기 fj는 상기 j번째 주파수 성분의 값, 상기 c는 음속)을 이용하여 산출될 수 있다.
또한, 상기 방사된 복수의 신호는 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분인 기준 주파수 성분을 포함하고, 상기 주파수 값 산출부는, 상기 복수의 주파수 성분 각각에 상기 기준 주파수 성분과 주파수 값의 차이가 작은 순서대로 번호를 부여하고, 상기 복수의 픽셀 각각에 대해, 상기 방사된 복수의 주파수 성분 각각의 조향 각도 중 상기 산출된 극좌표 값의
Figure pat00009
값과의 차이가 최소가 되는 주파수 성분의 번호를 픽셀의 번호로 부여하고, 상기 픽셀의 번호, 상기 최소 주파수 값, 상기 소정 주파수 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 상기 송신 주파수 값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 주파수 천이량은,
Figure pat00010
(상기 dj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 주파수 천이량, 상기 s는 상기 초음파 카메라의 이동 속도, 상기
Figure pat00011
는 상기 j번째 주파수 성분의 조향 각도, 상기 fj는 상기 j번째 신호의 주파수 값, 상기 c는 음속)을 이용하여 산출되고, 상기 조향 각도는 상기 초음파 카메라의 이동 방향을 기준으로 복수의 주파수 성분이 각각 조향되는 각도일 수 있다.
또한, 상기 천이된 주파수 성분의 수는
Figure pat00012
(상기 bj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 천이된 주파수 성분의 수, 상기 Δf는 소정 주파수 값, 상기 dj는 상기 j번째 주파수 성분의 상기 주파수 천이량)을 이용하여 산출될 수 있다.
또한, 상기 영상 보정부는, 상기 방사된 신호의 복수의 주파수 성분 중 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분과 최대 주파수 값을 가지는 주파수 성분 각각에 대한 조향 각도를 결정하고, 상기 결정된 조향 각도를 이용하여 상기 방사된 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도를 결정하고, 상기 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도, 상기 천이된 신호의 수, 상기 산출된 극좌표 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀의 상기 산출된 극좌표 값을 보정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 초음파 카메라를 통해 획득된 영상에 도플러 효과를 고려한 후보정을 수행함으로써 보다 정확한 영상을 획득하여 초음파 카메라의 주변에 위치하는 물체에 대한 탐지 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보정 장치의 동작 환경의 개념도를 도시한다.
도 2A, 도 2B 및 도 2C는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 카메라에 의해 송수신되는 신호의 전파 형태의 개념도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보정 장치의 기능적 구성을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보정 방법의 각 단계의 흐름을 도시한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보정 장치의 동작 환경의 개념도를 도시한다. 도 1의 영상 보정 장치(10)와 수중 물체(20)는 수중 환경에 위치됨을 가정하여 설명하겠으나, 이에 제한되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 영상 보정 장치(10)는 초음파 카메라(100)를 탑재할 수 있다. 영상 보정 장치(10)는 초음파 카메라(100)를 이용하여 영상 보정 장치(10)의 주변에 위치한 수중 물체(20)를 탐지 또는 식별할 수 있다.
구체적으로 도시하지는 않았으나, 초음파 카메라(100)는 수중 음향 트랜스듀서를 구비할 수 있다. 초음파 카메라(100)는 수중 음향 트랜스듀서를 이용하여 하나의 신호에 대해 방향에 따라 주파수 성분을 달리하도록 하여 방사할 수 있다. 예를 들어, 초음파 카메라(100)는 수백 kHz에서 수 MHz 대역의 다중 주파수, 즉 복수의 주파수 성분을 가지는 스윕(sweep) 신호를 방사할 수 있다. 이 때 초음파 카메라(100)는 특정 방향에 특정 주파수 성분을 할당하여 신호를 방사할 수 있다.
초음파 카메라(100)에 의해 방사된 신호는 수중 물체(20)에 의해 반사되어 초음파 카메라(100)로 다시 돌아올 수 있다. 초음파 카메라(100)는 반사되어 돌아오는 신호를 수신할 수 있다. 초음파 카메라(100)에 의해 수신된 신호는 주파수 성분 별로 분리되어 식별될 수 있고, 이에 따라 수중 물체(20)에 대한 영상이 획득될 수 있다. 수중 물체(20)에 대한 영상의 획득은 초음파 카메라(100)를 통해 수행될 수 있다. 한편, 경우에 따라, 초음파 카메라(100)와 영상 보정 장치(10)의 연결에 기초하여 영상 보정 장치(10)를 통해 영상의 획득이 수행될 수도 있다.
영상 보정 장치(10)가 수중에서 고속으로 기동하는 경우, 초음파 카메라(100)에 의해 방사된 신호에 도플러 효과가 발생할 수 있다. 후술하겠으나, 영상 보정 장치(10)는 초음파 카메라(100)에 의해 획득되는 영상에 발생한 도플러 효과를 보정할 수 있다.
도 2A, 도 2B 및 도 2C는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 카메라에 의해 송수신되는 신호의 전파 형태의 개념도를 도시한다.
도 2A는 초음파 카메라(100)를 통해 방사되는 신호의 전파 형태를 도시한다.
도 2A를 참고하면, 초음파 카메라(100)는 n개의 서로 다른 송신 주파수(예: f1, f2, f3, f4, …, fi, …, fn)를 가지는 n개의 주파수 성분, 즉, 복수의 주파수 성분을 각각 방향을 달리하여 방사할 수 있다. 방사되는 주파수 성분 각각은 일정한 간격으로 방사될 수 있다. 예를 들어, 초음파 카메라(100)는 소정 각도
Figure pat00013
간격의 주파수 성분을 가지는 신호를 방사할 수 있다. 다른 예를 들면, 초음파 카메라(100)는 송신 주파수 f1을 가지는 신호를 기준으로 소정 각도
Figure pat00014
간격으로 신호를 방사할 수 있다. 이하에서는 최소 주파수 값을 가지는 신호인 f1을 기준 신호라 지칭하겠다.
도 2B는 초음파 카메라(100)를 통해 방사된 신호가 수중 물체(20)에 부딪혀 반사되어 돌아오는 경우, 즉 반향되는 경우, 반향된 신호의 전파 형태를 도시한다.
도 2B를 참조하면, 반향된 신호는 방사된 신호의 복수의 주파수 성분 각각에 상응하는 서로 다른 주파수(예:
Figure pat00015
)를 가지는 주파수 성분을 포함할 수 있다. 반사되어 돌아오는 신호는 초음파 카메라(100)에 수신될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 반향된 신호의 복수의 주파수 성분 중 적어도 일부가 초음파 카메라(100)에 수신되는 방향은 해당 주파수 성분이 방사된 방향과 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 방사된 주파수 성분의 방향은 초음파 카메라(100)의 이동 방향을 기준으로 30°의 간격을 가지는 방향이었다면, 방사된 주파수 성분에 대응하여 수신된 주파수 성분의 방향은 초음파 카메라(100)의 이동 방향을 기준으로 33°의 간격을 가지는 방향일 수 있다. 경우에 따라 반사되어 돌아오는 주파수 성분 각각 사이의 간격은 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, f1'와 f2'사이의 간격은 10°이고, f3'와 f4'사이의 간격은 14°일 수 있다. 여기서 수신되는 주파수 성분의 방향의 변화는 수신되는 주파수 성분의 주파수에 천이가 발생됨을 의미할 수 있다.
방사된 복수의 주파수 성분 전체에 대해 도플러 효과가 발생하지 않고 일부 주파수 성분에만 도플러 효과가 발생하는 경우 일부 신호에 대해서만 주파수에 대해 천이가 발생할 수 있다. 또는, 수중 물체의 속도가 실시간으로 변화하는 경우, 도플러 효과의 발생 정도에 따라 일부 주파수 성분에 대해서만 방향이 상이하게 될 수 있다. 이와 같은 주파수 천이는 상술된 예에 제한되지 않으며 다양한 환경적인 요소에 발생될 수 있다.
도 2C는 초음파 카메라(100)에 의해 방사된 신호의 주파수 성분의 방사 방향과 방사된 신호가 수중 물체(20)에 의해 반사되어 돌아와 초음파 카메라(100)에 의해 수신된 신호의 주파수 성분의 수신 방향의 차이를 나타낸다.
도 2C를 참조하면, 방사된 신호의 주파수 성분의 주파수(예: f1, f2, f3, f4, …, fi, …, fn)와 반향된 신호의 주파수 성분의 주파수(예:
Figure pat00016
)가 상이할 수 있다. 이처럼 방사된 신호와 반향된 신호의 주파수 성분에 대해 차이가 발생하는 이유는 초음파 카메라(100)가 탑재된 수중 운동체가 고속으로 기동하는 것에 의해 도플러 효과가 반영됨에 의해 발생되는 것 일 수 있다. 예를 들어, 방사된 신호의 주파수가 900 kHz인 경우, 대략 18 kHz만큼 도플러 효과에 의한 천이가 발생함에 의해 반향된 신호는 918 kHz의 주파수를 가질 수 있다. 대략 18 kHz만큼 도플러 효과에 의한 천이가 발생하는 경우는 영상 보정 장치(10)(또는 초음파 카메라(100))의 기동 속도가 15m/s인 경우일 수 있다.
초음파 카메라(100)는 수신된 신호에 기초하여 수중 물체(20)에 대한 영상을 생성할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 초음파 카메라(100)에 의해 방사된 신호가 천이되어 수신되면 수중 물체(20)에 대한 영상에 왜곡이 발생할 수 있다. 여기서, 수중 물체(20)에 대한 영상은 초음파 카메라(100)가 반향된 신호를 수신함에 의해 획득하는 수중 물체(20)의 탐지를 위한 영상일 수 있다. 이와 같은 왜곡의 발생에 의해, 수중 물체(20)에 대한 영상에 나타나는 수중 물체(20)의 위치에 오류가 포함될 수 있다.
영상 보정 장치(10)는 이와 같은 왜곡이 발생된 영상을 획득한 후, 획득된 영상을 보정하여 보다 정확한 수중 물체(20)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 다시 말하자면, 영상 보정 장치(10)는 도플러 효과에 의해 왜곡이 발생된 영상에 대한 보정을 수행할 수 있다.
경우에 따라, 영상 보정 장치(10)는 반향된 복수의 주파수 성분 중 일부 주파수 성분에 대해서만 보정을 수행하거나, 또는 일부의 주파수 성분에 대해서만 천이가 일어난 경우 천이가 일어난 주파수 성분에 대해서만 보정을 수행할 수도 있다. 이러한 경우, 영상의 보정에 소요되는 시간이 감소할 수 있다.
영상 보정 장치(10)의 영상 보정과 관련된 구체적인 설명은 후술하겠다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보정 장치의 기능적 구성을 도시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상 보정 장치(10)는 영상 획득부(310), 극좌표 값 산출부(320), 주파수 값 산출부(330), 천이량 산출부(340), 천이 성분 산출부(350), 영상 보정부(360)를 포함할 수 있다.
영상 획득부(310)는 다중 주파수를 사용하는 초음파 카메라(100)를 통해 소정 주파수 값 간격의 복수의 주파수 성분으로 구성되는 신호가 방사됨에 기초하여 영상을 획득할 수 있다. 영상 획득부(310)는 방사된 신호가 수중 물체(20)에 의해 반사되어 초음파 카메라(100)를 통해 수신되면, 수신된 신호를 식별하는 것에 기초하여 영상을 획득할 수 있다.
영상 획득부(310)는 초음파 카메라(100)와의 유선 연결 또는 무선 연결에 기초하여 초음파 카메라(100)로부터 영상을 획득할 수 있다.
극좌표 값 산출부(320)는 획득된 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 초음파 카메라(100)의 위치를 원점으로 하는 극좌표 값 (r,
Figure pat00017
)을 산출할 수 있다. 초음파 카메라(100)를 통해 획득된 영상은 복수의 픽셀로 구성될 수 있다. 극좌표 값 산출부(320)는 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대하여 초음파 카메라(100)의 위치를 원점 (0, 0)으로 하는 극좌표 값 (r,
Figure pat00018
)을 산출할 수 있다.
주파수 값 산출부(330)는 극좌표 값 산출부(320)에 의해 산출된 복수의 픽셀 각각에 대한 극좌표 값을 이용하여 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출할 수 있다.
주파수 값 산출부(330)는 초음파 카메라(100)에 의해 방사되는 신호의 주파수 성분이 n개인 경우 n개의 주파수 성분 중 픽셀 별 해당하는 주파수 성분를 결정할 수 있다. n 개의 주파수 성분는 최소 주파수 값 f1과 최대 주파수 값 fn 사이의 주파수 값을 가질 수 있다.
n 개의 주파수 성분 각각에는 기준 주파수 성분과의 간격에 따라 순차적으로 번호가 부여될 수 있다. 구체적으로, f1, 즉 기준 주파수 성분은 1번이 부여될 수 있고, 나머지 신호는 기준 주파수 성분의 주파수 값과의 차이가 작은 순서대로 2번, 3번, 4번, ?, n번이 부여될 수 있다. n번의 주파수 성분는 최대 주파수 값 fn을 가지는 주파수 성분일 수 있다. 이 때, 방사되는 복수의 주파수 성분 사이의 간격은 일정할 수 있으며, 주파수 값 산출부(330)는 방사되는 복수의 주파수 성분 사이의 간격을 하기의 수학식 1을 이용하여 결정할 수 있다.
Figure pat00019
수학식 1에서,
Figure pat00020
는 방사되는 복수의 주파수 성분 사이의 간격, fn은 최대 주파수 값, f1은 최소 주파수 값, n은 방사되는 복수의 주파수 성분의 개수이다.
주파수 값 산출부(330)는 복수의 주파수 성분 각각의 송신 주파수를 하기의 수학식 2를 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00021
수학식 2에서, fi는 i번 신호의 주파수 값, f1은 기준 주파수 성분의 주파수 값,
Figure pat00022
는 방사되는 복수의 주파수 성분 사이의 주파수 간격, i는 임의의 숫자이다. 주파수 값 산출부(330)는 2번 주파수 성분부터 n번 주파수 성분까지의 주파수 값 각각을 수학식 2를 이용하여 산출할 수 있다.
각 픽셀 별 해당하는 주파수 성분은 n개의 주파수 성분의 조향 각도 각각에 대하여 픽셀 별 극좌표 값의
Figure pat00023
값과의 차이가 최소가 되는 주파수 성분의 번호가 할당될 수 있다. 구체적으로, 주파수 값 산출부(330)는 하기의 수학식 3을 이용하여 각 픽셀 별 해당하는 주파수 성분의 번호를 할당할 수 있다.
Figure pat00024
수학식 3에서,
Figure pat00025
는 임의의 픽셀의 극좌표 값의
Figure pat00026
값,
Figure pat00027
는 i번 주파수 성분의 조향 각도이다. 주파수 값 산출부(330)는 수학식 3을 통해, 임의의 픽셀의 극좌표 값의
Figure pat00028
값 과 i번 주파수 성분의 조향 각도의 차이가 최소일 때, 해당 임의의 픽셀에 i번 주파수 성분를 할당할 수 있다.
주파수 값 산출부(330)는 수학식 3을 픽셀에 해당하는 주파수 성분을 결정하고, 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 픽셀 별로 각 픽셀에 해당하는 주파수 성분의 송신 주파수 값을 산출할 수 있다.
천이량 산출부(340)는 송신 주파수 값을 이용하여 복수의 픽셀 각각에 대한 주파수 천이량(또는 도플러 천이량)을 산출할 수 있다. 천이량 산출부(340)는 주파수 값 산출부(330)에 의해 산출된 송신 주파수 값을 이용하여 획득한 영상을 구성하는 픽셀 별로 주파수 천이량을 산출할 수 있다.
천이량 산출부(340)는 픽셀 별로 해당되는 주파수 성분의 주파수 값을 식별하고, 이를 이용하여 각각의 픽셀에 해당되는 주파수 성분의 주파수 천이량을 산출할 수 있다. 보다 구체적으로, 천이량 산출부(340)는 하기의 수학식 4를 이용하여 주파수 천이량을 산출할 수 있다.
Figure pat00029
수학식 4에서, dj는 j번 주파수 성분의 주파수 천이량, vj는 j번 주파수 성분에서의 수중 물체(20)와 초음파 카메라(100)(또는 영상 보정 장치(10))와의 상대 속도, c는 음속, fj는 j번 주파수 성분의 주파수 값이다. 여기서, 음속은 별도의 음속측정계 센서를 구비하여 측정할 수도 있고, 1500m/s로 기지정된 값일 수도 있다.
또는, 천이량 산출부(340)는 경우에 따라, 수학식 4 대신 하기의 수학식 5를 이용하여 주파수 천이량을 산출할 수 있다.
Figure pat00030
수학식 5에서, dj는 j번 주파수 성분의 주파수 천이량, c는 음속, s는 초음파 카메라(100)(또는 영상 보정 장치(10))의 기동 속력,
Figure pat00031
는 j번 주파수 성분의 조향 각도, fj는 j번 주파수 성분의 주파수 값이다. 여기서, 기동 속력은 초음파 카메라(100)(또는 영상 보정 장치(10))에 DVL(doppler velocity log)과 같은 별도의 센서를 장착하여 측정하거나, 관성항법장치를 이용하여 측정할 수 있다. 조향 각도는 초음파 카메라(100)의 이동 방향을 기준으로 주파수 성분이 조향되는 각도이다.
천이 성분 산출부(350)는 주파수 천이량을 이용하여 초음파 카메라(100)를 통해 방사된 복수의 주파수 성분 각각의 천이된 주파수 성분의 수를 산출할 수 있다. 천이 성분 산출부(350)는 천이량 산출부(340)에 의해 획득된 주파수 천이량을 이용하여 픽셀 별 해당하는 주파수 성분에서 천이된 주파수 성분의 수를 산출할 수 있다. 구체적으로, 천이량 산출부(340)는 하기의 수학식 6을 이용하여 천이된 주파수 성분의 수를 산출할 수 있다.
Figure pat00032
수학식 6에서, bj는 천이된 주파수 성분의 수, dj는 j번 주파수 성분의 주파수 천이량,
Figure pat00033
는 수학식 1을 통해 결정된 방사되는 복수의 주파수 성분 사이의 주파수 간격이고,
Figure pat00034
는 내림 연산자를 의미한다.
영상 보정부(360)는 천이된 주파수 성분의 수를 이용하여 복수의 픽셀 각각의 극좌표 값을 보상하여 획득된 영상을 보정할 수 있다. 영상 보정부(360)는 픽셀 별 해당하는 주파수 성분의 천이된 주파수 성분의 수 bj를 이용하여, 극좌표값의
Figure pat00035
값을
Figure pat00036
값으로 보상할 수 있다.
구체적으로, 천이된 주파수 성분의 수 bj는 j번 주파수 성분이 천이된 양이 주파수 성분의 간격을 기준으로 몇 개의 주파수 성분에 해당하는 만큼 천이되었는지를 나타낸다. 예를 들어, 송신된 신호의 900kHz 주파수 성분(이하, '1번 주파수 성분')은 천이에 의해 918kHz로 수신될 수 있다. 이 때, 주파수 성분 사이의 간격에 해당하는 주파수 값이 18kHz이면, 1번 주파수 성분은 1개의 주파수 성분만큼 천이되었고, 이에 따라, 1번 주파수 성분에 대한 천이된 주파수 성분의 수인 b1은 1로 결정될 수 있다.
구체적으로, 영상 보정부(360)는 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도
Figure pat00037
를 하기의 수학식 7을 이용하여 결정할 수 있다.
Figure pat00038
수학식 7에서,
Figure pat00039
는 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도,
Figure pat00040
는 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분 f1의 조향 각도,
Figure pat00041
은 최대 주파수 값을 가지는 주파수 성분 fn의 조향 각도, n은 초음파 카메라(100)에서 방사되는 주파수 성분의 수이다.
영상 보정부(360)는 각 픽셀 별 보상 극좌표 값의
Figure pat00042
값을 하기의 수학식 8을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00043
수학식 8에서,
Figure pat00044
는 보상을 위한 픽셀의 보상된 극좌표 값의
Figure pat00045
값,
Figure pat00046
는 보상 전 픽셀의 극좌표 값 (r,
Figure pat00047
)에서의
Figure pat00048
값, bj는 천이된 주파수 성분의 수,
Figure pat00049
는 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도이다.
영상 보정부(360)는 수학식 7과 수학식 8을 이용하여 극좌표 값 (r,
Figure pat00050
)를 극좌표 값 (r,
Figure pat00051
)로 보상할 수 있다. 이에 따라, 영상 보정부(360)는 도플러 효과에 의해 왜곡이 생성된 초음파 카메라(100)에 의해 획득된 영상을 보정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보정 방법의 각 단계의 흐름을 도시한다. 이하에서는 도 3의 영상 보정 장치(10)의 각 구성을 기준으로 영상 보정 방법의 각 단계를 설명하겠다. 도 4에 도시된 방법의 각 단계는 경우에 따라 도면에 도시된 바와 그 순서를 달리하여 수행될 수 있음은 물론이다.
도 4를 참조하면, 영상 획득부(310)는 소정 주파수 값 간격으로 방사된 복수의 주파수 성분에 기초하여 영상을 획득할 수 있다(S110). 영상 획득부(310)는 다중 주파수를 사용하는 초음파 카메라(100)을 통해 복수의 주파수 성분을 포함하는 신호를 방사할 수 있다. 영상 획득부(310)는 방사된 신호가 외부의 수중 물체(20)에 부딪혀 반향되어 돌아오는 경우, 반향된 신호를 식별하여 수중 물체(20)에 대한 영상을 획득할 수 있다.
극좌표 값 산출부(320)는 획득된 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 초음파 카메라(100)의 위치를 원점으로 하는 극좌표 값 (r,
Figure pat00052
)을 산출할 수 있다(S120).
주파수 값 산출부(330)는 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출할 수 있다(S130). 주파수 값 산출부(330)는 복수의 픽셀 각각의 극좌표 값의
Figure pat00053
값과 가장 근접한 조향 각도를 가지는 송신 주파수 값을 가지는 주파수 성분를 픽셀에 해당하는 신호로 결정할 수 있다. 이를 통해 주파수 값 산출부(330)는 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 주파수 값 산출부(330)는 방사된 복수의 주파수 성분에 최소 송신 주파수 값을 가지는 기준 주파수 성분과 주파수 값의 차이가 작은 순서대로 번호를 부여할 수 있다. 주파수 값 산출부(330)는 복수의 픽셀 각각에 대해, 방사된 복수의 주파수 성분 각각의 조향 각도 중 산출된 극좌표 값의
Figure pat00054
값과의 차이가 최소가 되는 주파수 성분의 번호를 픽셀의 번호로 부여할 수 있다. 주파수 값 산출부(330)는 픽셀의 번호, 최소 주파수 값, 소정 주파수 값을 이용하여 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출할 수 있다.
천이량 산출부(330)는 방사된 복수의 주파수 성분 각각의 천이된 주파수 성분의 수를 산출할 수 있다(S140). 보다 구체적으로, 천이량 산출부(330)는 주파수 값을 이용하여 복수의 픽셀 각각에 대한 주파수 천이량을 산출할 수 있다. 천이량 산출부(330)는 산출된 주파수 천이량을 이용하여 초음파 카메라(100)를 통해 방사된 복수의 주파수 성분 각각의 천이된 주파수 성분의 수를 산출할 수 있다.
영상 보정부(360)는 복수의 픽셀 각각의 극좌표 값을 보상하여 획득된 영상을 보정할 수 있다(S150). 보다 구체적으로, 영상 보정부(360)는 방사된 복수의 주파수 성분의 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분(예: 기준 주파수 성분)과 최대 주파수 값을 가지는 주파수 성분 각각의 조향 각도를 결정할 수 있다. 영상 보정부(360)는 조향 각도와 방사된 복수의 주파수 성분의 수에 기초하여 방사된 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도를 결정할 수 있다. 영상 보정부(360)는 방사된 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도, 천이된 주파수 성분의 수, 극좌표 값을 이용하여 복수의 픽셀의 극좌표 값을 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보정 장치(10)는 고속으로 기동하는 수중 운동체에 포함되어 초음파 카메라(100)를 통해 획득되는 영상에 대한 도플러 효과에 의한 왜곡을 보정할 수 있다. 예를 들어, 영상 보정 장치(10)는 수중 운동체 주변에 위치되는 수중 물체(20)의 위치가 획득되는 영상에 보다 정확히 나타나도록 영상을 보정할 수 있다. 이에 따라, 영상 보정 장치(10)는 수중 운동체 주변에 위치되는 수중 물체(20)에 대한 영상을 보다 정확하게 획득할 수 있다.
본 명세서에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 영상 보정 장치
20: 수중 물체
100: 초음파 카메라

Claims (14)

  1. 다중 주파수를 사용하는 초음파 카메라를 통해 소정 주파수 값 간격의 복수의 주파수 성분으로 구성되는 신호가 방사됨에 기초하여 영상을 획득하는 단계와,
    상기 획득된 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 상기 초음파 카메라의 위치를 원점으로 하는 극좌표 값 (r,
    Figure pat00055
    )을 산출하는 단계와,
    상기 산출된 극좌표 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출하는 단계와,
    상기 산출된 송신 주파수 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 주파수 천이량을 산출하는 단계와,
    상기 산출된 주파수 천이량을 이용하여 상기 초음파 카메라를 통해 방사된 상기 신호의 상기 복수의 주파수 성분 중 천이된 주파수 성분의 수를 산출하는 단계와,
    상기 산출된 천이된 주파수 성분의 수를 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각의 상기 극좌표 값을 보상하여 상기 획득된 영상을 보정하는 단계를 포함하는
    초음파 카메라 영상 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상을 획득하는 단계는, 상기 방사된 신호가 특정 물체에 의해 반사되어 상기 초음파 카메라를 통해 수신됨에 기초하여 상기 영상을 획득하는 단계를 포함하는
    초음파 카메라 영상 보정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주파수 천이량은,
    Figure pat00056

    (상기 dj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 주파수 천이량, 상기 vj는 상기 특정 물체의 이동 속도에 대한 상기 초음파 카메라의 상대 속도, 상기 fj는 상기 j번째 주파수 성분의 값, 상기 c는 음속)을 이용하여 산출되는
    초음파 카메라 영상 보정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방사된 신호는 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분인 기준 주파수 성분을 포함하고,
    상기 송신 주파수 값을 산출하는 단계는,
    상기 복수의 주파수 성분 각각에 상기 기준 주파수 성분과 주파수 값의 차이가 작은 순서대로 번호를 부여하는 단계와,
    상기 복수의 픽셀 각각에 대해, 상기 방사된 복수의 주파수 성분 각각의 조향 각도 중 상기 산출된 극좌표 값의
    Figure pat00057
    값과의 차이가 최소가 되는 주파수 성분의 번호를 픽셀의 번호로 부여하는 단계와,
    상기 픽셀의 번호, 상기 최소 주파수 값, 상기 소정 주파수 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 상기 송신 주파수 값을 산출하는 단계를 포함하는
    초음파 카메라 영상 보정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 천이량은,
    Figure pat00058

    (상기 dj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 주파수 천이량, 상기 s는 상기 초음파 카메라의 이동 속도, 상기
    Figure pat00059
    는 상기 j번째 주파수 성분의 조향 각도, 상기 fj는 상기 j번째 신호의 주파수 값, 상기 c는 음속)을 이용하여 산출되고,
    상기 조향 각도는 상기 초음파 카메라의 이동 방향을 기준으로 복수의 주파수 성분 각각이 조향되는 각도인
    초음파 카메라 영상 보정 방법.
  6. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 천이된 주파수 성분의 수는
    Figure pat00060

    (상기 bj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 천이된 주파수 성분의 수, 상기 Δf는 소정 주파수 값, 상기 dj는 상기 j번째 주파수 성분의 상기 주파수 천이량)을 이용하여 산출되는
    초음파 카메라 영상 보정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 획득된 영상을 보정하는 단계는,
    상기 방사된 신호의 복수의 주파수 성분 중 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분과 최대 주파수 값을 가지는 주파수 성분 각각에 대한 조향 각도를 결정하는 단계와,
    상기 결정된 조향 각도를 이용하여 상기 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도를 결정하는 단계와,
    상기 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도, 상기 천이된 신호의 수, 상기 극좌표 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀의 상기 극좌표 값을 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 조향 각도는 상기 초음파 카메라의 이동 방향을 기준으로 복수의 주파수 성분 각각이 조향되는 각도인
    초음파 카메라 영상 보정 방법.
  8. 다중 주파수를 사용하는 초음파 카메라를 통해 소정 주파수 값 간격의 복수의 주파수 성분으로 구성되는 신호가 방사됨에 기초하여 영상을 획득하는 영상 획득부와,
    상기 획득된 영상을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 대해 상기 초음파 카메라의 위치를 원점으로 하는 극좌표 값 (r,
    Figure pat00061
    )을 산출하는 극좌표 값 산출부와,
    상기 산출된 극좌표 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 송신 주파수 값을 산출하는 주파수 값 산출부와,
    상기 산출된 송신 주파수 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 주파수 천이량을 산출하는 천이량 산출부와,
    상기 산출된 주파수 천이량을 이용하여 상기 초음파 카메라를 통해 방사된 상기 신호의 상기 복수의 주파수 성분 중 천이된 주파수 성분의 수를 산출하는 천이 주파수 성분 산출부와,
    상기 산출된 천이된 주파수 성분의 수를 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각의 상기 극좌표 값을 보상하여 상기 획득된 영상을 보정하는 영상 보정부를 포함하는
    초음파 카메라 영상 보정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 영상 획득부는 상기 방사된 신호가 특정 물체에 의해 반사되어 상기 초음파 카메라를 통해 수신됨에 기초하여 상기 영상을 획득하는
    초음파 카메라 영상 보정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주파수 천이량은,
    Figure pat00062

    (상기 dj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 주파수 천이량, 상기 vj는 상기 특정 물체의 이동 속도에 대한 상기 초음파 카메라의 상대 속도, 상기 fj는 상기 j번째 주파수 성분의 값, 상기 c는 음속)을 이용하여 산출되는
    초음파 카메라 영상 보정 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 방사된 신호는 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분인 기준 주파수 성분을 포함하고,
    상기 주파수 값 산출부는,
    상기 복수의 주파수 성분 각각에 상기 기준 주파수 성분과 주파수 값의 차이가 작은 순서대로 번호를 부여하고,
    상기 복수의 픽셀 각각에 대해, 상기 방사된 복수의 주파수 성분 각각의 조향 각도 중 상기 산출된 극좌표 값의
    Figure pat00063
    값과의 차이가 최소가 되는 주파수 성분의 번호를 픽셀의 번호로 부여하고,
    상기 픽셀의 번호, 상기 최소 주파수 값, 상기 소정 주파수 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀 각각에 대한 상기 송신 주파수 값을 산출하는
    초음파 카메라 영상 보정 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 주파수 천이량은,
    Figure pat00064

    (상기 dj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 주파수 천이량, 상기 s는 상기 초음파 카메라의 이동 속도, 상기
    Figure pat00065
    는 상기 j번째 주파수 성분의 조향 각도, 상기 fj는 상기 j번째 신호의 주파수 값, 상기 c는 음속)을 이용하여 산출되고,
    상기 조향 각도는 상기 초음파 카메라의 이동 방향을 기준으로 복수의 주파수 성분이 각각 조향되는 각도인
    초음파 카메라 영상 보정 장치.
  13. 제10항 또는 제12항에 있어서,
    상기 천이된 주파수 성분의 수는
    Figure pat00066

    (상기 bj는 상기 방사된 신호의 주파수 성분 중 j번째 주파수 성분의 천이된 주파수 성분의 수, 상기 Δf는 소정 주파수 값, 상기 dj는 상기 j번째 주파수 성분의 상기 주파수 천이량)을 이용하여 산출되는
    초음파 카메라 영상 보정 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 영상 보정부는,
    상기 방사된 신호의 복수의 주파수 성분 중 최소 주파수 값을 가지는 주파수 성분과 최대 주파수 값을 가지는 주파수 성분 각각에 대한 조향 각도를 결정하고,
    상기 결정된 조향 각도를 이용하여 상기 방사된 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도를 결정하고,
    상기 복수의 주파수 성분 각각 사이의 각도, 상기 천이된 신호의 수, 상기 산출된 극좌표 값을 이용하여 상기 복수의 픽셀의 상기 산출된 극좌표 값을 보정하는
    초음파 카메라 영상 보정 장치.
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