KR101888265B1 - Apparatus and method for correcting thermal image data - Google Patents
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Abstract
측정 대상자의 열화상 데이터를 접촉식 온도센서로부터 측정된 데이터에 기초하여 보정하는 열화상 보정 장치가 제공된다. 상기 장치는: 적외선 카메라로부터 측정 대상자의 신체 온도분포 상태를 포함하는 열화상을 획득하는 획득부와, 적어도 하나의 접촉식 온도센서를 이용하여, 상기 측정 대상자의 특정 부위에 대한 체온 데이터를 측정하는 측정부, 및 상기 측정된 체온 데이터에 기초하여 상기 열화상을 보정하는 보정부를 포함하며, 상기 보정부는 상기 접촉식 온도센서가 부착된 위치에 대응하는 열화상 영역과 상기 접촉식 온도센서가 부착되지 않은 위치에 대응하는 열화상 영역을 구분하여 보정할 수 있다.There is provided a thermal image correction apparatus for correcting thermal image data of a measurement subject based on data measured from a contact type temperature sensor. The apparatus includes: an obtaining unit that obtains a thermal image including a state of temperature distribution of a person to be measured from an infrared camera; and a controller that measures body temperature data for a specific region of the measurement subject using at least one contact temperature sensor And a correcting section for correcting the thermal image based on the measured body temperature data, wherein the correcting section corrects the thermal image area corresponding to the position to which the contact temperature sensor is attached, It is possible to distinguish and correct the thermal image area corresponding to the non-position.
Description
접촉식 센서를 이용하여 열화상 데이터를 보정하는 기술에 연관되며, 보다 상세하게는 적외선 카메라로부터 획득한 열화상 데이터를 접촉식 온도센서로부터 측정된 데이터를 기초로 보정하는 장치 및 방법에 연관된다.And more particularly to an apparatus and method for correcting thermal image data acquired from an infrared camera based on data measured from a contact temperature sensor.
인체의 복부에는 소화기능을 관장하는 여러 주요 장기들이 들어있고, 복부의 온도 분포를 통해 내부 장기들의 상태를 추정할 수 있다. 복부에 대한 온도 분포 데이터의 경우 미세한 차이에 의해서도 내부 장기에 대해 추정 가능한 상태 범위가 확연히 달라질 수 있어, 정확한 온도 측정이 필요하다.The abdomen of the body contains several major organs that control the digestive function, and the state of internal organs can be estimated through the temperature distribution of the abdomen. In the case of the temperature distribution data for the abdomen, the estimated range of the state of the internal organs can be significantly changed by a minute difference, and accurate temperature measurement is required.
일반적으로, 온도 분포 데이터는 적외선 카메라를 이용하여 대상체를 촬영한 열화상으로부터 획득하지만, 열화상은 대상체의 온도 분포 패턴을 제공하는 데 불과하여 부위별 정확한 온도 측정이나 미세한 발열 정보 측정에는 한계가 있다.Generally, the temperature distribution data is obtained from a thermal image obtained by imaging an object using an infrared camera, but the thermal image is only provided to a temperature distribution pattern of the object, and there is a limit to the accurate temperature measurement or minute heat information measurement .
일측에 따르면, 측정 대상자의 열화상 데이터를 접촉식 온도센서로부터 측정된 데이터에 기초하여 보정하는 열화상 보정 장치가 제공된다. 상기 장치는: 적외선 카메라로부터 측정 대상자의 신체 온도분포 상태를 포함하는 열화상을 획득하는 획득부와, 적어도 하나의 접촉식 온도센서를 이용하여, 상기 측정 대상자의 특정 부위에 대한 체온 데이터를 측정하는 측정부, 및 상기 측정된 체온 데이터에 기초하여 상기 열화상을 보정하는 보정부를 포함하며, 상기 보정부는 상기 접촉식 온도센서가 부착된 위치에 대응하는 열화상 영역과 상기 접촉식 온도센서가 부착되지 않은 위치에 대응하는 열화상 영역을 구분하여 보정할 수 있다.According to one aspect, there is provided a thermal image correction apparatus for correcting thermal image data of a measurement subject based on data measured from a contact temperature sensor. The apparatus includes: an obtaining unit that obtains a thermal image including a state of temperature distribution of a person to be measured from an infrared camera; and a controller that measures body temperature data for a specific region of the measurement subject using at least one contact temperature sensor And a correcting section for correcting the thermal image based on the measured body temperature data, wherein the correcting section corrects the thermal image area corresponding to the position to which the contact temperature sensor is attached, It is possible to distinguish and correct the thermal image area corresponding to the non-position.
일실시예에 따르면, 상기 보정부는: 상기 열화상으로부터 분할된 복수 개의 영역 중 상기 측정 대상자에 상기 접촉식 온도 센서가 부착된 제1 위치에 대응하는 제1 영역을 식별하고, 상기 복수 개의 영역 중 상기 제1 영역에 인접한 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 추출하며, 상기 체온 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 주변영역에 대한 온도 데이터를 보정할 수 있다.According to one embodiment, the correcting unit may be configured to: identify a first region corresponding to a first position in which the contact-type temperature sensor is attached to the measurement subject among a plurality of regions divided from the thermal image, Extracting temperature data of at least one peripheral region adjacent to the first region, and correcting temperature data for the at least one peripheral region based on the body temperature data.
여기서, 상기 보정부는: 상기 보정된 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터에 대한 평균값에 기초하여 상기 제1 영역의 온도 데이터를 보정한다.Here, the correction unit may correct the temperature data of the first region based on the average value of the temperature data of the at least one corrected peripheral region.
일실시예에 따르면, 상기 보정부는: 상기 적어도 하나의 접촉식 온도센서에 기초하여 계산된 적어도 하나의 보정값에 대한 평균값을 이용하여, 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정할 수 있다.According to one embodiment, the correcting unit may correct temperature data of the at least one peripheral region using an average value of at least one correction value calculated based on the at least one tactile temperature sensor.
또한, 상기 보정부는: 상기 측정 대상자에 부착된 접촉식 온도센서로부터의 거리에 기초하여, 2차원 보간법(bilinear interpolation)을 이용하여 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정할 수도 있다.Further, the correcting unit may correct temperature data of the at least one peripheral region using bilinear interpolation based on the distance from the contact-type temperature sensor attached to the measurement subject.
다른 일측에 따르면, 측정 대상자의 열화상 데이터를 접촉식 온도센서로부터 측정된 데이터에 기초하여 보정하는 열화상 보정 방법이 제공된다. 상기 방법은: 적외선 카메라로부터 측정 대상자의 신체 온도분포 상태를 포함하는 열화상을 획득하는 단계와, 적어도 하나의 접촉식 온도센서를 이용하여, 상기 측정 대상자의 특정 부위에 대한 체온 데이터를 측정하는 단계, 및 상기 측정된 체온 데이터에 기초하여 상기 열화상을 보정하는 단계를 포함하며, 상기 열화상을 보정하는 단계는, 상기 접촉식 온도센서가 부착된 위치에 대응하는 열화상 영역과 상기 접촉식 온도센서가 부착되지 않은 위치에 대응하는 열화상 영역을 구분하여 보정할 수 있다.According to another aspect, there is provided a thermal image correction method for correcting thermal image data of a measurement subject based on data measured from a contact type temperature sensor. The method includes the steps of: obtaining a thermal image including a state of temperature distribution of a person to be measured from an infrared camera; and measuring body temperature data for a specific region of the measurement subject using at least one contact temperature sensor And correcting the thermal image based on the measured body temperature data, wherein the step of correcting the thermal image comprises: a step of correcting the thermal image based on the thermal image region corresponding to the position to which the contact- It is possible to distinguish and correct the thermal image area corresponding to the position where the sensor is not attached.
일실시예에 따르면, 상기 열화상을 보정하는 단계는: 상기 열화상으로부터 분할된 복수 개의 영역 중 상기 측정 대상자에 상기 접촉식 온도 센서가 부착된 제1 위치에 대응하는 제1 영역을 식별하고, 상기 복수 개의 영역 중 상기 제1 영역에 인접한 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 추출하며, 상기 체온 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 주변영역에 대한 온도 데이터를 보정할 수 있다.According to one embodiment, the step of correcting the thermal image may include: identifying a first region corresponding to a first position where the contact-type temperature sensor is attached to the measurement target person among a plurality of regions divided from the thermal image, Extracting temperature data of at least one peripheral region of the plurality of regions adjacent to the first region, and correcting temperature data of the at least one peripheral region based on the body temperature data.
이 때, 상기 열화상을 보정하는 단계는: 상기 보정된 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터에 대한 평균값에 기초하여 상기 제1 영역의 온도 데이터를 보정할 수 있다.At this time, the step of correcting the thermal image may correct the temperature data of the first area based on the average value of the temperature data of the at least one corrected peripheral area.
일실시예에 따르면, 상기 열화상을 보정하는 단계는: 상기 적어도 하나의 접촉식 온도센서에 기초하여 계산된 적어도 하나의 보정값에 대한 평균값을 이용하여, 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정할 수 있다.According to one embodiment, the step of correcting the thermal image comprises: using the average value of at least one correction value calculated based on the at least one tactile temperature sensor, Can be corrected.
또한, 상기 열화상을 보정하는 단계는: 상기 측정 대상자에 부착된 접촉식 온도센서로부터의 거리에 기초하여, 2차원 보간법(bilinear interpolation)을 이용하여 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정할 수도 있다.Further, the step of correcting the thermal image may include: correcting the temperature data of the at least one peripheral region using bilinear interpolation based on the distance from the contact-type temperature sensor attached to the object to be measured It is possible.
도 1은 일실시예에 따라 측정 대상자의 열화상 데이터 및 체온 데이터를 동시에 획득하는 방식을 설명하는 개념도이다.
도 2는 일실시예에 따른 열화상 보정 장치를 도시하는 블록도이다.
도 3은 일실시예에 따라 접촉식 온도센서를 이용하여 열화상을 보정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라 센서가 부착되지 않은 위치에 대한 보정 방식을 설명하는 블록도이다.
도 5는 일실시예에 따른 열화상 보정 과정 및 보정 전후 결과를 설명하는 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 열화상 보정 방법을 도시하는 흐름도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a method of simultaneously acquiring thermal image data and body temperature data of a measurement subject according to an embodiment.
2 is a block diagram showing an apparatus for correcting an image according to an embodiment.
3 is a view for explaining a process of correcting a thermal image using a contact type temperature sensor according to an embodiment.
4 is a block diagram illustrating a correction method for a position where no sensor is attached according to an embodiment.
5 is a view for explaining a thermal image correction process and results before and after correction according to an embodiment.
6 is a flow chart illustrating a thermal image correction method according to an embodiment.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the specific disclosure forms, but includes changes, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, for example, "between" and "immediately" or "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", and the like, are used to specify one or more of the features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
온도 측정을 위해 열화상과 접촉식 센서를 함께 이용하는 선행연구는 비교적 쉽게 찾을 수 있다. 이들 선행연구에 따르면, 접촉센서가 정확한 측정법이기는 하나 부착되는 접촉센서의 수가 증가할수록 열손실이 커지므로 전체 분포를 위해 열화상을 이용하는 내용("A comparison of thermocouple and infrared thermographic analysis of temperature rise on the root surface during the continuous wave of condensation technique", International Endodontic Jounal 33, 2000), 운동 전후에 열화상과 접촉식 센서를 동시 사용하여 측정하였을 때 운동 중 열화상 온도 감소로 인해 오차가 발생할 수 있다는 내용("Measuring skin temperature before, during and after exercise: a comparison of thermocouples and infrared thermography", Physiol Meas 2014), 열화상과 접촉식 센서를 함께 사용하는 경우 접촉식 센서를 기준으로 정확성을 판단하는 내용("적외선열화상장치를 이용한 Buchanan plugger 표면의 온도상승 분석", 대한치과보존학회지 vol. 27, no. 4, 2002) 등을 확인할 수 있다. 이와 같이, 열화상은 전체 온도 분포 상태를 측정하기에 적합하지만 여러 변수에 의해 측정 오차가 발생될 여지가 있고, 접촉식 센서는 측정 데이터의 정확성이 높지만 많이 사용할 경우 열손실이 발생하는 단점이 있다. 이러한 열화상 및 접촉식 센서의 한계를 보완할 수 있도록, 본원발명에서는 열화상을 기초로 온도분포 상태를 측정하면서 접촉식 센서를 이용하여 부분별 온도 데이터를 보정함으로써, 정확성을 보다 향상시키고자 한다.Previous studies using thermal images and contact sensors for temperature measurements are relatively easy to find. These studies have shown that although the contact sensor is an accurate measurement method, as the number of attached touch sensors increases, the heat loss increases. Therefore, the use of thermography for total distribution ("A comparison of thermocouple and infrared thermographic analysis of temperature rise on the (International Endodontic Jounal 33, 2000), it is known that errors may occur due to thermal image temperature reduction during motion when using both thermal and contact sensors before and after exercise (Physiol Meas 2014), the use of a thermal image sensor and a contact-type sensor to determine accuracy based on a contact-type sensor ("Infrared Analysis of temperature rise of Buchanan plugger surface using thermal imaging device ", Journal of Korean Academy of Conservative Dentistry, vol. 27, no. 4, 2002). As described above, although the thermal image is suitable for measuring the entire temperature distribution state, there is a possibility that a measurement error may be generated due to various parameters, and the contact type sensor has a high accuracy of measurement data, . In order to compensate the limitations of such thermal image and contact type sensors, the present invention attempts to improve the accuracy by correcting the temperature data for each part by using the contact type sensor while measuring the temperature distribution state based on the thermal image .
도 1은 일실시예에 따라 측정 대상자의 열화상 데이터 및 체온 측정 데이터를 동시에 획득하는 방식을 설명하는 개념도이다.Fig. 1 is a conceptual diagram for explaining a method for simultaneously acquiring thermal image data and temperature measurement data of a measurement subject according to an embodiment.
도 1에서, 측정 대상자(100)의 열화상 및 체온 측정 데이터를 획득하기 위해서는 열화상 촬영이 가능한 적외선 카메라(110)와 특정 부위에 대한 체온 측정을 위한 접촉식 온도센서(120)가 필요하다. 측정 대상자(100)가 일정 거리를 두고 적외선 카메라(110)를 마주한 위치에서 측정 대상자의 특정 부위에 대한 온도 분포 상태를 확인하기 위한 열화상을 촬영할 수 있다. 동시에, 상기 측정 대상자(100)의 특정 부위에 부착된 접촉식 온도센서(120)를 이용하여, 상기 특정 부위에 대해 보다 정확한 체온 데이터를 측정할 수 있다. 상기 접촉식 온도센서의 경우, 상기 측정 대상자(100)의 신체에 대한 접촉상태가 일정하게 유지되어야 하므로, 표면에 부착 처리가 잘 되어있는 것이어야 한다. 도 1에서는, 온도 분포 차이에 의한 내부 장기 상태 추정을 위해, 측정 대상자(100)의 복부를 적외선 카메라(110)로 촬영하면서 복부에 부착된 접촉식 온도센서(120)를 이용하여 보다 정확한 체온 데이터를 측정하는 방식을 제시하고 있으나, 실시예에 따라 복부 외에 다양한 신체 부위에 대해서도 적용 가능하다.1, in order to acquire the thermal image and the temperature measurement data of the
도 2는 일실시예에 따른 열화상 보정 장치(200)를 도시하는 블록도이다.2 is a block diagram showing the thermal
열화상 보정 장치(200)는 적외선 카메라를 이용하여 측정 대상자의 온도 분포 상태를 촬영한 열화상 데이터를 접촉식 온도센서의 체온 측정 데이터에 기초하여 보정하는 수단으로, 측정 대상자의 복부 내부의 장기 상태 판단 과정에 대한 정확도를 향상시킨다. 상기 열화상 보정 장치(200)는 획득부(210), 측정부(220) 및 보정부(230)를 포함할 수 있다.The thermal
먼저, 획득부(210)는 적외선 카메라로부터 측정 대상자의 신체 온도 분포 상태를 포함하는 열화상을 획득할 수 있다. 열화상은 상기 측정 대상자의 특정 신체부위(이를 테면, 복부나 팔/다리 등)에 대한 온도 분포 상태를 온도 범위에 따른 색상이나 패턴으로 나타낸 것으로, 관찰하고자 하는 대상에 대한 온도 분포 상태를 한눈에 파악하기에 용이하며, 열화상에서 주변 온도에 비해 현저하게 높은 것으로 나타나는 부위에 이상이 있는 것으로 확인할 수 있다.First, the acquiring
측정부(220)는 적어도 하나의 접촉식 온도센서를 이용하여 상기 측정 대상자의 특정 부위에 대한 체온 데이터를 측정할 수 있다. 접촉식 온도 센서의 경우, 적외선 카메라를 이용하여 획득한 열화상에 비해 정확한 데이터를 측정 가능하다는 장점이 있다.The
보정부(230)는 상기 측정부(220)를 통해 측정된 체온 데이터에 기초하여 상기 획득부(210)를 통해 획득한 열화상을 보정할 수 있다. 이 때, 상기 보정부(230)는 상기 접촉식 온도센서가 부착된 위치에 대응하는 열화상 영역과 상기 접촉식 온도센서가 부착되지 않은 위치에 대응하는 열화상 영역을 구분하여 보정 방식을 달리 적용할 수 있다.The
보다 구체적으로 상기 보정부(230)는 상기 열화상을 복수 개의 영역으로 분할하고, 상기 열화상으로부터 분할된 복수 개의 영역 중 상기 측정 대상자의 신체 표면에 상기 접촉식 온도센서가 부착된 제1 위치에 대응하는 제1 영역을 식별한 후, 상기 복수 개의 영역 중 상기 제1 영역에 인접한 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 추출하며, 상기 체온 데이터에 기초하여 상기 추출된 적어도 하나의 주변영역에 대한 온도 데이터를 보정한다. 이 과정에서, 상기 보정부(230)는 상기 적어도 하나의 접촉식 온도센서의 체온 데이터에 기초하여 계산된 적어도 하나의 보정값에 대한 평균값을 이용하여 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정할 수 있다. 이는, 여러 센서에 의해 계산되는 보정값들에 전부 평균을 취하여 접촉 상태에 따른 변수를 줄이는 것으로, 전체 열화상을 하나의 값으로 오프셋 보정하는 방식으로 수행될 수 있다. 다만, 일부 실시예에 따라, 상기 보정부(230)는 상기 측정 대상자에 부착된 접촉식 온도센서로부터의 거리에 기초하여, 2차원 보간법(bilinear interpolation)을 이용하여 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정할 수도 있다. 이 경우, 측정 대상자에 부착된 복수 개의 센서들 중 가장 가까운 위치에 부착된 센서에 의한 보정값에 더 영향을 받도록 보정하게 되며, 열화상의 각 영역별 위치에 따라 서로 다른 값으로 오프셋 보정하는 방식으로 수행된다.More specifically, the correcting
또한, 상기 보정부(230)는 상기 보정된 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터에 대한 평균값에 기초하여 상기 제1 영역의 온도 데이터를 보정할 수 있다. 접촉식 온도센서의 경우, 측정 대상자에 직접 열적으로 접촉시켜 열평형 상태에 도달한 후 온도를 측정하는 방식이어서, 측정 대상자의 열 에너지가 온도센서로 이동하면서 측정 대상자의 온도 변화가 발생할 수 있다. 이러한 특징을 고려하여, 접촉식 센서의 부착위치에 대응하는 제1 영역에 대해서는 직접 센서에 의한 보정값을 이용하지 않고, 주변영역의 보정 결과에 대한 평균값을 이용하여 보정값을 추정할 수 있다.Also, the
열화상 보정 장치(200)는 접촉식 온도센서를 이용하여 측정된 대상자의 온도 데이터에 기초하여 열화상 데이터를 보정하는 과정에서, 접촉식 온도센서가 부착된 위치에 대응하는 열화상 영역과 접촉식 온도센서가 부착되지 않은 위치에 대응하는 열화상 영역에 대해 별도의 보정 방식을 적용함으로써, 접촉식 센서에 의해 발생할 수 있는 오차 변수를 최소화하여 데이터 신뢰도를 높일 수 있다.The thermal
도 3은 일실시예에 따라 접촉식 온도센서를 이용하여 열화상을 보정하는 과정을 설명하는 도면이다.3 is a view for explaining a process of correcting a thermal image using a contact type temperature sensor according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 복부에 부착된 온도센서(310)를 이용하여 측정한 체온 측정 데이터에 기초하여 측정 대상자의 복부를 촬영한 열화상을 보정할 수 있다. 적외선 카메라로 촬영한 열화상(300)은 측정 대상자의 복부에 대한 온도 분포 상태를 온도 범위에 따른 패턴으로 나타내는데, 이러한 온도 분포 상태 데이터만으로는 미세한 온도 차이를 검출해내기 어렵다. 보다 정확한 온도 측정을 위해, 측정 대상자의 복부에 부착된 온도센서(310)로부터 측정된 체온 측정 데이터를 이용하여 열화상을 보정할 수 있다.Referring to FIG. 3, it is possible to correct the thermal image of the abdomen of the subject to be measured based on the body temperature measurement data measured using the
이를 위해, 측정 대상자의 복부에 대한 열화상(300)을 복수 개의 영역으로 분할하고, 분할된 복수 개의 영역 중 온도센서(310)가 부착된 위치에 대응하는 제1 영역(311)을 식별한다. 열화상의 복수 개의 영역 중 제1 영역(311)에 인접한 적어도 하나의 주변영역(312)의 온도 데이터는, 온도센서(310)에 의해 측정된 체온 데이터와 비교하여 보정될 수 있다. 다만, 측정 대상자에 접촉식 온도센서가(310) 부착된 위치에 대응하는 제1 영역(311)의 경우, 센서 부착부위의 온도 변화를 고려하여, 체온 측정 데이터를 이용하여 보정하지 않고, 앞서 보정된 주변영역(312)의 온도 데이터의 평균값을 구하여 해당 영역의 온도 데이터를 추정할 수 있다. 이는, 접촉식 온도센서를 이용하여 온도 데이터를 측정하는 과정에서 접촉 부위의 온도 변화로 인해 측정 결과가 부정확해지는 것을 방지하기 위한 것으로 이해될 수 있다. 이와 같이, 측정 대상자의 복부에 대한 온도 분포 상태를 나타내는 열화상에, 센서를 이용하여 직접 측정한 체온 측정 데이터를 반영함으로써, 보다 정확한 온도 측정 및 미세한 온도 차이 검출이 가능해져 내부 장기 상태 추정 결과에 대한 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.To this end, the thermal image 300 for the abdomen of the measurement subject is divided into a plurality of regions, and the
도 4는 일실시예에 따라 접촉식 온도센서(411)로부터 측정된 체온 측정 데이터를 기초로 열화상을 보정하는 과정에서, 센서가 부착되지 않은 위치에 대한 구체적 보정 방식을 설명하는 블록도이다.FIG. 4 is a block diagram illustrating a specific correction method for a position where the sensor is not attached in the process of correcting a thermal image based on body temperature measurement data measured from the contact-
센서가 부착되지 않은 위치에 대한 보정 방식은 2가지 방식으로 수행 가능하다. 먼저, 복수 개의 센서 보정값을 전부 평균하여 접촉상태에 따른 변수를 줄이는 방식이 있다. 이 경우, 전체 열화상을 하나의 값으로 오프셋 보정하는데, 아래 수학식 1을 이용하여 보정 가능하다.The correction method for the position where the sensor is not attached can be performed in two ways. First, there is a method in which a plurality of sensor correction values are all averaged to reduce a variable according to a contact state. In this case, the entire thermal image is offset-corrected to one value, which can be corrected using the following equation (1).
여기서, t는 열화상 측정 온도, t'은 보정된 온도, x는 보정 값을 각각 의미한다. 또한, 이 과정에서 사용되는 개별 센서의 보정 값 평균은 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.Here, t denotes a thermographic measurement temperature, t 'denotes a corrected temperature, and x denotes a correction value. In addition, the correction value average of the individual sensors used in this process can be calculated as shown in Equation (2).
여기서, here,
txy는 x, y 좌표의 열화상 온도 값이고, sx, sy는 센서 좌표를, m은 센서 위치로부터 주변위치까지의 거리를 나타낸다. 또한, n은 평균 취할 블록의 개수(크기)이고, t'sx,sy는 추정된 센서 위치의 열화상 온도를 의미한다. 이 때, 곡면이 영상에서 차지하는 비중이 적으므로, 곡면에서의 온도 측정 차이는 없다고 가정한다.txy is the thermal image temperature value of the x, y coordinates, sx, sy are the sensor coordinates, and m is the distance from the sensor position to the peripheral position. Also, n is the number (size) of blocks to be averaged, and t'sx, sy is the thermal image temperature of the estimated sensor position. In this case, it is assumed that there is no temperature measurement difference on the curved surface since the curved surface occupies a small proportion in the image.
다른 하나는, 대상자에 부착된 복수 개의 센서들 중 센서로부터의 거리에 따라 가장 가까운 센서의 보정 값에 더 영향을 받도록 보정하는 방식이다. 도 4를 참조하면, 열화상으로부터 분할된 복수 개의 블록(410, 420, ...)마다 각기 다른 값을 이용하여 오프셋 보정할 수 있다. 이를 테면, 열화상에서 접촉식 온도센서가 부착되지 않은 위치에 대응하는 블록에 대해, 가장 가까운 위치에 있는 센서(411)로부터 획득한 체온 데이터 및 상기 블록의 열화상 온도 데이터(412)를 기초로 해당 블록의 오프셋 보정 값을 계산(413)하게 된다. 이 경우, 열화상을 블록별 위치에 따라 다른 값으로 오프셋 보정한 후, 2차원 보간법(bilinear interpolation)을 이용하여 계산된 화면 전체의 보정값을 이용하여 열화상 온도 보정(430)할 수 있다.The other is a method of correcting to be more influenced by the correction value of the nearest sensor according to the distance from the sensor among the plurality of sensors attached to the subject. Referring to FIG. 4, offset correction can be performed using a different value for each of a plurality of
도 5a 및 도 5b는 일실시예에 따른 열화상 보정 과정 및 보정 전후 결과를 설명하는 도면으로, 도 5a는 열화상의 영역별 보정 과정을, 도 5b는 보정 전후 결과를 비교하여 설명하는 도면이다.FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the thermal image correction process and the results before and after correction according to one embodiment. FIG. 5A is a view for explaining the correction process for each region of degradation, and FIG.
도 5a를 참조하면, 열화상(510)에서 센서 접촉부위에 대응하는 위치(511, 512, 513, 514)를 기준으로 상/하/좌/우 지점을 주변영역으로 정의할 수 있다. 상기 센서 접촉부위에 대응하는 위치(511, 512, 513, 514)에서의 센서 측정값을 획득하면, 해당 센서 부위를 중심으로 상/하/좌/우 지점의 주변영역에서 측정된 값들을 평균한 후, 각 영역별 센서 측정값과 주변영역 평균값 사이의 차이를 이용하여 표 1과 같이 보정 값을 산출할 수 있다.Referring to FIG. 5A, the upper, lower, left, and right points of the
이러한 작업을 여러 번 수행하면서 계산된 보정값들을 평균내어 열화상에 대한 최종 보정값을 산출할 수 있으며, 이로 인해 열화상 보정 과정이 보다 안정화되고 정확성이 향상된다.The final correction value for the thermal image can be calculated by averaging the calculated correction values while performing such operations several times, thereby improving the stability and accuracy of the thermal image correction process.
도 5b에서는 열영상을 각 영역별 온도 데이터에 기초하여 보정하고, 보정 전과 보정 후의 측정 결과를 비교해볼 수 있다. 이 때, 측정 환경 온도를 일정하게(26℃) 유지시키고, 복부를 30분 동안 노출시킨 상태로 유지하여 온도가 안정상태가 된 이후에 4분 간격 반복 측정하여 보정 전과 후를 비교하였으며, 2명의 대상자에 대해 각각 5회씩 측정하였다. 바닥, 침대, 바지, 복부영역의 평균온도를 이용하여 측정 재현성과 편차를 계산해본 결과, 보정 전의 재현성(ICC)은 0.99839 이었고, 각 영역의 평균과 편차는 표 2와 같다.In Fig. 5B, the thermal image is corrected based on the temperature data for each region, and the measurement results before and after the correction can be compared. At this time, the temperature of the measurement environment was kept constant (26 ° C), the abdomen was kept exposed for 30 minutes, and the temperature was stabilized. The subjects were measured 5 times each. Reproducibility and deviation were calculated using the average temperature of the floor, bed, pants, and abdomen region. The reproducibility (ICC) before correction was 0.99839, and the mean and deviation of each region are shown in Table 2.
또한, 보정 후의 재현성은 0.999566 이었으며, 각 영역의 평균과 편차는 표 3과 같다.The reproducibility after the correction was 0.999566, and the average and deviation of each area are shown in Table 3.
표 2의 보정 전 결과와 표 3의 보정 후 결과를 비교할 때, 보정 후의 재현성이 좋아지고 편차가 감소하여 보다 정확하게 온도를 측정할 수 있음을 확인할 수 있다.When comparing the pre-correction results in Table 2 with the post-correction results in Table 3, it can be seen that the reproducibility after correction is improved and the deviation is reduced, and the temperature can be measured more accurately.
도 6은 일실시예에 따른 열화상 보정 방법을 도시하는 흐름도이다.6 is a flow chart illustrating a thermal image correction method according to an embodiment.
열화상 보정 장치는 적외선 카메라를 이용하여 측정 대상자의 온도 분포 상태를 촬영한 열화상 데이터를 접촉식 온도센서의 체온 측정 데이터에 기초하여 보정하는 수단으로, 측정 대상자의 복부 내부의 장기 상태 판단 과정에 대한 정확도를 높이는 방법을 제공한다.The thermal image correction apparatus is a means for correcting thermal image data obtained by photographing a temperature distribution state of a measurement subject using an infrared camera on the basis of body temperature measurement data of a contact type temperature sensor, Provides a way to increase accuracy.
단계 610에서는, 열화상 보정 장치의 획득부가 적외선 카메라로부터 측정 대상자의 신체 온도 분포 상태를 포함하는 열화상을 획득할 수 있다. 열화상은 상기 측정 대상자의 특정 신체부위(이를 테면, 복부나 팔/다리 등)에 대한 온도 분포 상태를 온도 범위에 따른 색상이나 패턴으로 나타낸 것으로, 관찰하고자 하는 대상에 대한 온도 분포 상태를 한눈에 파악하기에 용이하며, 열화상에서 주변 온도에 비해 현저하게 높은 것으로 나타나는 부위에 이상이 있는 것으로 확인할 수 있다.In
단계 620에서는, 열화상 보정 장치의 측정부가 적어도 하나의 접촉식 온도센서를 이용하여 상기 측정 대상자의 특정 부위에 대한 체온 데이터를 측정할 수 있다. 접촉식 온도 센서의 경우, 적외선 카메라를 이용하여 획득한 열화상에 비해 정확한 데이터를 측정 가능하다는 장점이 있다.In
단계 630에서는, 열화상 보정 장치의 보정부가 단계 620에서 측정된 체온 데이터에 기초하여 단계 610을 통해 획득한 열화상을 보정할 수 있다. 이 때, 상기 보정부는 상기 접촉식 온도센서가 부착된 위치에 대응하는 열화상 영역과 상기 접촉식 온도센서가 부착되지 않은 위치에 대응하는 열화상 영역을 구분하여 보정 방식을 달리 적용할 수 있다.In
단계 630에서, 상기 보정부는 상기 열화상을 복수 개의 영역으로 분할하고, 상기 열화상으로부터 분할된 복수 개의 영역 중 상기 측정 대상자의 신체 표면에 상기 접촉식 온도센서가 부착된 제1 위치에 대응하는 제1 영역을 식별한 후, 상기 복수 개의 영역 중 상기 제1 영역에 인접한 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 추출하며, 상기 체온 데이터에 기초하여 상기 추출된 적어도 하나의 주변영역에 대한 온도 데이터를 보정한다. 이 과정에서, 상기 보정부는 상기 적어도 하나의 접촉식 온도센서의 체온 데이터에 기초하여 계산된 적어도 하나의 보정값에 대한 평균값을 이용하여 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정할 수 있다. 이는, 여러 센서에 의해 계산되는 보정값들에 전부 평균을 취하여 접촉 상태에 따른 변수를 줄이는 것으로, 전체 열화상을 하나의 값으로 오프셋 보정하는 방식으로 수행될 수 있다. 다만, 일부 실시예에 따라, 단계 630에서 상기 보정부는 상기 측정 대상자에 부착된 접촉식 온도센서로부터의 거리에 기초하여, 2차원 보간법(bilinear interpolation)을 이용하여 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정할 수도 있다. 이 경우, 측정 대상자에 부착된 복수 개의 센서들 중 가장 가까운 위치에 부착된 센서에 의한 보정값에 더 영향을 받도록 보정하게 되며, 열화상의 각 영역별 위치에 따라 서로 다른 값으로 오프셋 보정하는 방식으로 수행된다.In
또한, 단계 630에서 상기 보정부는 상기 보정된 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터에 대한 평균값에 기초하여 상기 제1 영역의 온도 데이터를 보정할 수 있다. 접촉식 온도센서의 경우, 측정 대상자에 직접 열적으로 접촉시켜 열평형 상태에 도달한 후 온도를 측정하는 방식이어서, 측정 대상자의 열 에너지가 온도센서로 이동하면서 측정 대상자의 온도 변화가 발생할 수 있다. 이러한 특징을 고려하여, 접촉식 센서의 부착위치에 대응하는 제1 영역에 대해서는 직접 센서에 의한 보정값을 이용하지 않고, 주변영역의 보정 결과에 대한 평균값을 이용하여 보정값을 추정한다.Also, in
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
적어도 하나의 접촉식 온도센서를 이용하여, 상기 측정 대상자의 특정 부위에 대한 체온 데이터를 측정하는 측정부; 및
상기 측정된 체온 데이터에 기초하여 상기 열화상을 보정하는 보정부
를 포함하며,
상기 보정부는, 상기 접촉식 온도센서가 부착된 위치에 대응하는 열화상 영역과 상기 접촉식 온도센서가 부착되지 않은 위치에 대응하는 열화상 영역을 구분하여 보정하고,
상기 열화상으로부터 분할된 복수 개의 영역 중 상기 측정 대상자에 상기 접촉식 온도 센서가 부착된 제1 위치에 대응하는 제1 영역을 식별하고, 상기 복수 개의 영역 중 상기 제1 영역에 인접한 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 추출하며,
상기 체온 데이터와 상기 측정 대상자에 부착된 접촉식 온도센서로부터의 거리에 기초하여, 2차원 보간법(bilinear interpolation)을 이용하여 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정하는 열화상 보정 장치.
An acquiring unit for acquiring a thermal image including an object temperature distribution state of the person to be measured from the infrared camera;
A measurement unit for measuring body temperature data for a specific region of the measurement subject using at least one contact-type temperature sensor; And
And a correction unit for correcting the thermal image based on the measured body temperature data,
/ RTI >
Wherein the correcting section differentiates and corrects the thermal image area corresponding to the position where the contact type temperature sensor is attached and the thermal image area corresponding to the position where the contact type temperature sensor is not attached,
Identifying a first region corresponding to a first position where the contact-type temperature sensor is attached to the object to be measured among a plurality of regions divided from the thermal image, and identifying at least one of the plurality of regions adjacent to the first region Extracts temperature data of the region,
And corrects the temperature data of the at least one peripheral region by using bilinear interpolation based on the body temperature data and the distance from the contact type temperature sensor attached to the measurement subject.
상기 보정부는,
상기 보정된 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터에 대한 평균값에 기초하여 상기 제1 영역의 온도 데이터를 보정하는 열화상 보정 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And corrects the temperature data of the first region based on the corrected average value of the temperature data of the at least one peripheral region.
상기 보정부는,
상기 적어도 하나의 접촉식 온도센서에 기초하여 계산된 적어도 하나의 보정값에 대한 평균값을 이용하여, 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정하는 열화상 보정 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And corrects the temperature data of the at least one peripheral region by using an average value of at least one correction value calculated based on the at least one tactile temperature sensor.
적어도 하나의 접촉식 온도센서를 이용하여, 상기 측정 대상자의 특정 부위에 대한 체온 데이터를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 체온 데이터에 기초하여 상기 열화상을 보정하는 단계
를 포함하며,
상기 열화상을 보정하는 단계는, 상기 접촉식 온도센서가 부착된 위치에 대응하는 열화상 영역과 상기 접촉식 온도센서가 부착되지 않은 위치에 대응하는 열화상 영역을 구분하여 보정하고,
상기 열화상으로부터 분할된 복수 개의 영역 중 상기 측정 대상자에 상기 접촉식 온도 센서가 부착된 제1 위치에 대응하는 제1 영역을 식별하고, 상기 복수 개의 영역 중 상기 제1 영역에 인접한 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 추출하며,
상기 체온 데이터와 상기 측정 대상자에 부착된 접촉식 온도센서로부터의 거리에 기초하여, 2차원 보간법(bilinear interpolation)을 이용하여 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정하는 열화상 보정 방법.Obtaining a thermal image including an object temperature distribution state of the person to be measured from the infrared camera;
Measuring body temperature data for a specific region of the measurement subject using at least one contact-type temperature sensor; And
Correcting the thermal image based on the measured body temperature data
/ RTI >
Wherein the step of correcting the thermal image comprises the steps of discriminating and correcting a thermal image area corresponding to a position where the contact temperature sensor is attached and a thermal image area corresponding to a position where the contact temperature sensor is not attached,
Identifying a first region corresponding to a first position where the contact-type temperature sensor is attached to the object to be measured among a plurality of regions divided from the thermal image, and identifying at least one of the plurality of regions adjacent to the first region Extracts temperature data of the region,
And correcting the temperature data of the at least one peripheral region by using bilinear interpolation based on the body temperature data and the distance from the contact type temperature sensor attached to the measurement subject.
상기 열화상을 보정하는 단계는,
상기 보정된 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터에 대한 평균값에 기초하여 상기 제1 영역의 온도 데이터를 보정하는 열화상 보정 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step of correcting the thermal image comprises:
And corrects the temperature data of the first region based on the corrected average value of the temperature data of the at least one peripheral region.
상기 열화상을 보정하는 단계는,
상기 적어도 하나의 접촉식 온도센서에 기초하여 계산된 적어도 하나의 보정값에 대한 평균값을 이용하여, 상기 적어도 하나의 주변영역의 온도 데이터를 보정하는 열화상 보정 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step of correcting the thermal image comprises:
Wherein the temperature data of the at least one peripheral region is corrected using an average value of at least one correction value calculated based on the at least one contact temperature sensor.
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2016
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Also Published As
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