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상용 이미지 처리 프로세서를 이용한 열화상 이미지 처리 모듈 개발
Development of Thermal Image Processing Module Using Common Image Processor 원문보기

정보처리학회논문지. KIPS transactions on computer and communication systems 컴퓨터 및 통신 시스템, v.9 no.1, 2020년, pp.1 - 8  

한준환 (한화시스템 전자광학연구소) ,  차정우 (한화시스템 전자광학연구소) ,  김보미 (한화시스템 전자광학연구소) ,  임재성 (아주대학교 소프트웨어학과)

초록
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열화상 장비는 빛이 없는 암흑 상태에서도 물체에서 발산하는 적외선을 탐지하여 이를 영상으로 제공하는 장비이다. 이러한 장점으로 기존 활용되던 군사 분야와 더불어 자동차 및 감시시스템 등 다양한 민수 분야로 활용분야가 넓어지고 있다. 본 논문에서는 상용 이미지 처리 프로세서를 이용한 열화상 이미지 처리 모듈을 제안한다. 제안한 모듈은 기존 FPGA 기반 열화상 이미지 모듈대비 약 10~20%의 성능향상을 보이며, 대기모드를 포함하면 최대 50%까지 성능향상을 보인다. 그리고 시스템 모듈화를 통한 높은 확장성을 보장한다. 뿐만 아니라 제안한 모듈은 기존의 FPGA 기반 모듈의 단점인 낮은 확장성과 재활용성을 보완함으로써 개발 기간 및 비용 단축, 다양한 응용이 가능하다. 따라서, 이러한 장점으로 다양한 고객의 요구사항 만족, 제품 설계 및 개발 일정 단축 등 다양한 이점을 얻을 것으로 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The thermal image device support image to detect infrared light from the object without light. It can use not only defence-related industry, but also civilian industry. This paper presents a new thermal image processing module using common image processor. The proposed module shows 10~20% performanc...

주제어

#열화상 카메라   #이미지 신호 처리   #상용 이미지 프로세서   #열화상 영상 신호 처리 기법  

표/그림 (16)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 기존에 활용되고 있는 FPGA 기반 열화상 이미지 처리의 장단점을 설명하고 상용 프로세서 기반 열화상 이미지 처리의 방식을 제안한다. 제안한 열화상 이미지 처리 모듈은 기존 시스템에 비하여 다양한 검출기 연동 및 상용 프로세서에서 활용 가능한 표준 영상 출력을 제공하여 높은 재활용성과 뛰어난 접근성을 보인다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
열화상 장비의 활용 분야는? 그러나 최근 열화상 관련 제품 가격이 낮아지고 제품의 성능이 향상됨으로써 군수 분야를 넘어서 민수 분야까지 활용도가 증가하고 있다[1, 2]. 활용 분야로는 차량의 나이트비전과 자율주행, Surveillance 시스템에 많이 활용된다. 현재는 높은 가격의 차종 위주로 활용되고 있으나, 2019년에는 210만대 수준으로 증가할 것으로 예상됨에 따라 관련 수요가 폭발적으로 증가될 것으로 예상된다[3].
열화상 장비란? 열화상 장비는 빛이 없는 암흑 상태에서도 물체에서 발산하는 적외선을 탐지하여 이를 영상으로 제공하는 장비이다. 이러한 장점으로 기존 활용되던 군사 분야와 더불어 자동차 및 감시시스템 등 다양한 민수 분야로 활용분야가 넓어지고 있다.
냉각형 검출기의 문제점은? 현재는 높은 가격의 차종 위주로 활용되고 있으나, 2019년에는 210만대 수준으로 증가할 것으로 예상됨에 따라 관련 수요가 폭발적으로 증가될 것으로 예상된다[3]. 냉각형 검출기는 고성능의 영상을 제공하지만 높은 비용, 장비의 부피, 시스템 초기화 시간 등 많은 단점으로 인해 현재 민수시장에서는 활용분야가 거의 없는 실정이다. 비냉각형 검출기는 과거 검출기 내부에 냉각기 기능을 하는 열전소자(TEC: Thermal Electric Cooler)를 탑재하여 냉각기의 기능을 대신하였지만 최근 기술추세는 열전소자를 삭제하여 낮은 단가, 소형의 제품을 출시하고 있으며, 그에 따른 해결방안으로 다양한 이미지 처리 기법이 활용되고 있다[4, 5].
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참고문헌 (15)

  1. Seok-Min Hong, "Advanced LWIR Thermal Imaging Sight Design," Korean Journal of Optics and Photonics, Vol.16, No.3, pp.209-216, 2005. 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. Song, Cheon-ho, "Applying tilt mechanism for highresolution image acquisition," Journal of The Korea Society of Computer and Information, Vol.19, No.12 pp.31-37, Dec. 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. KITIA, "Global M&A promising field Target Research - ADAS Sensor(Camera, Infrared)," 2016. 

  4. A. Rogalski, "Infrared detectors," Electro-component science monographs, Gordon and Breach Science Publishers, Vol.10, pp.12-14,91, 2000. 

  5. Min-Young Park, "Advanced CMOS Readout Integrated Circuit for 32 by 32 uncooled infrared focal plane array," Inje University, pp.91-92, 2007. 

  6. Je il Lee, "Nonuniformity Correction Algorithm and First Implementation for Infrared Camera Including the Background Effect due to Camera Temperature Variation," Sae Mulli 11, pp.269-274, 2000. 

  7. Yong-Jin Kim, "Novel control scheme for the absence of the thermoelectric(TEC) of infrared detector in an Uncooled thermal system," Ajou university, p.2337, 2012. 

  8. Joon Hwan Han, "Novel Accuracy Enhancement Method for Absolute Temperature Measurement Using TEC-LESS Control in Uncooled Thermal Imaging," Journal of The Korea Society of Computer and Information, Vol.17, No.12, pp.41-47, Dec. 2012. 

    원문보기 상세보기 crossref

  9. Jung-Ho Shin, "Image Correction Method for Uncooled IR TECless Detector with Non-linear charateristics due to Temperature Change," Journal of The Korea Society of Computer and Information, Vol.22, No.10, pp.19-26, Oct. 2017. 

    원문보기 상세보기 crossref

  10. Hwan-Woong, "A Study on the Thermal Camera System and Image Processing," Proceedings of Symposium of the Korean Institute of Communications and Information Sciences, 2019.1, 1128-1129. 

  11. G. C. Holst and T. S. Lomheim, "CMOS/CCD sensors and Camera Systems," SPIE-International Society for Optical Engine, 2007. 

  12. Hanwha Systems, Sight for the Small Arm, https://hanwhasystems.com/en/business/depense/2/1/view.do 

  13. D. R. Lohrmann, R. T. Littleton, C. E. Reese, D. F. Murphy, and J. N. Vizgaitis, "Unclooled long-wave infrared small pixel focal plane array and system challenges," Optical Engineering, Vol.52, No.6, pp.061305-1 - 061305-6, Jun. 2013. 

    상세보기 crossref

  14. FLIR, 12um Longwave Infrared Thermal Camera core TAU-2, https://www.flir.com/products/tau-2 

  15. BAE systems, 12um Longwave Infrared TWV640 Thermal Camera core, https://baesystems.com/en/product/twv640-thermal-camera-core 

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