주야간 겸용 표면영상유속계 개발을 위한 원적외선 카메라의 적용성 검토

류권규,김서준,유병남,배인혁 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.8

홍수시 하천의 유속 측정을 위한 표면영상유속계의 가장 기본이 되는 단계는 질 좋은 영상을 획득하는 것이다. 하지만 영상 획득에 있어 빛이 없는 야간에 발생하는 홍수 흐름을 촬영하는 것은 매우 어렵다. 이에 본 연구에서는 표면영상 유속계의 야간 영상 획득 장치로 원적외선 카메라를 이용하는 방안을 검토하였다. 원적외선 카메라는 별도의 조명을 필요로 하지 않으므로, 주야간 모두 영상을 획득할 수 있는 장점이 있다. 또한 안개나 연기의 영향을 받지 않아서 고정식 표면영상유속계를 구성하는 좋은 대안이 될 수 있다. 원적외선 영상을 이용한 유속 산정의 결과를 비교하기 위해, 보통의 가시광 카메라와 근적외선 카메라를 이용한 동시 촬영을 수행하여 영상을 획득하였고, 시공간 영상분석 방법을 이용하여 분석하였다. 그 결과 소형 프로펠러 유속계로 측정한 유속 자료와 비교하여 원적외선의 주간 영상을 이용할 경우 최소 -9%에서 최대 -19%의 차이를 나타냈고, 야간 영상을 이용할 경우 최소 -10%에서 최대 -23%의 차이를 나타냈다. 또한 일반캠코더의 주간 영상을 이용한 경우와 비교하여 최대 10% 이내의 차이를 보였기 때문에 주야간 유속 측정에 원적외선 카메라의 적용이 어느 정도 가능한 것을 확인하였다. 다만 주간 영상에 비해 야간 영상이 약간 흐려지는 경향이 있기 때문에, 이러한 영상을 적절히 분석하기 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 생각한다. In flow velocity measurement of natural rivers, taking images with proper image quality is the fundamental and the most important step. Since flood peaks generally occur in night time, it is very difficult to capture proper images in that time. The present study aims to test a far infra-red camera as a adequate alternative to resolve the various problems in measuring flood discharges. The far infra-red cameras are able to capture images in night time without help of any extra illuminations. Futhermore they are not affected by fog nor smoke, they can be adapted for a fixed-type surface image velocimeters. For comparison, a commercial camcorder and a near infra-red cameras were used. The test images were taken at a day time and a night time, and the image acquisition work were performed at an artificial flow channel of the Andong River Experiment Station. The analyzed results showed that the far infra-red camera would be a good instrument for surface image velocimeters, since they were able to capture regardless light condition. There are, however, a few minor problems in their accuracy of the analyzed results. About their accuracy a more study would be required.

적외선 영상에서의 밝은 눈동자 효과 보정

최인호(Inho Choi),김대진(Daijin Kim) 한국정보과학회 2011 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.17 No.10

눈동자 부분을 밝게 만드는 밝은 눈동자 효과 (Bright Pupil Effect)는 적외선 영상에서 사람의 얼굴을 부자연스럽게 보이도록 한다. 본 논문에서는 적외선 영상에 서의 눈 검출 및 눈동자 추출과 밝은 눈동자 효과를 제거하는 방법에 대해 제안하였다. 먼저 얼굴 검출을 수행한 뒤, 눈 영역을 검출하고 눈동자 부분을 추출한다. 추출한 눈동자 부분이 적외선 반사에 의해 생성된 것인지를 판단하여 눈동자 주변 영역과의 밝기 차이를 빼줌으로써 적외선 반사에 의해 부자연스러워진 눈동자 부분을 보정한다. 제안한 방법은 디지털 카메라, 캠코더 및 스마트 폰에서 부자연스러운 인물 영상 보정에 적용할 수 있다. Bright pupil effect generates unnatural human face image in the infra-red image. In this paper, we propose eye detection, eye region extraction, and bright pupil compensation algorithm in the infra-red image. First, detects the face in the input image, next detects eyes and extracts pupils. Before compensation, generated by infra-red reflection or not. Compensate unnatural pupil which generated infra-red reflection using subtract difference intensity between pupil region and skin region. Our proposed algorithm can be used for factitious human face image compensation in the digital camera, camcorder, and smart-phone.

적외선 열화상을 이용한 공동주택 단열성능 평가 : TDR(온도상대비)을 중심으로

최보혜(Bo-Hye Choi),최경석(Gyoung-Seok Choi),강재식(Jae-Sik Kang),이승언(Seung-Eon Lee) 대한설비공학회 2009 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2009 No.-

The purpose of this study is to present an in-site evaluation method for building insulation performance using Infra-red camera. The research contents of this study are to evaluate validity and suitability of building insulation defect survey using Infra-red camera for apartment housing with temperature & heat flow pattern analyze method. By establishing the in-site evaluation method building insulation performance using infra-red camera, it is expected that 1) building envelope repair market will be activated by using developed method in ESCO and remodeling companies, 2) the method developed in this research will contribute to reduce national energy consumption by promoting old building insulation remodeling.

적외선 카메라를 이용한 압축성 고속 충돌 제트에서의 단열 벽면 온도 특성 연구

김범석(Beom Seok Kim),신상우(Sang Woo Shin),유만선(Man-Sun Yu),조형희(Hyung-Hee Cho),이장우(Jang-Woo Lee),배주찬(Ju-Chan Bae) 한국항공우주학회 2007 韓國航空宇宙學會誌 Vol.35 No.8

본 연구에서는 적외선(Infra-Red) 카메라를 이용하여 원형 노즐을 통한 고속 제트 분사 시 수직 충돌 벽면에서 나타나는 정상상태(steady state)의 단열 벽면 온도를 2차원적으로 측정하였다. 출구 노즐 직경으로 표현된, Reynolds 수 187,000에서 노즐-평판간 거리 변화의 영향을 살펴보았으며, 측정된 단열 벽 용도는 회복 계수로 무차원화 하였다. 한편 열전대를 이용하여 측정한 단열 벽면 온도를 적외선 카메라를 이용한 측정 결과와 비교하여 검증하였다. In this paper, we report experimental investigations on measurement of adiabatic wall temperature on a flat 2-D plate of high-speed impinging jet made by circular-shape nozzle at steady state condition using infra-red camera. Experiments have been conducted for the Reynolds number of 187,000 according to the change of nozzle-to-plate distance. Dimensionless number, recovery factor, has been used to represent the measured adiabatic wall temperature. And we compared the result obtained by using infra-red camera with that obtained by using thermocouple.

적외선 영상탐색기 시험을 위한 멀티미디어 기반의 시험장비 자동화 구현과 공정능력분석

하주석,김경모 보안공학연구지원센터 2017 보안공학연구논문지 Vol.14 No.5

To mass produce imaging infra-red seekers, it was required to optimize the process and stabilize the quality in early stages, but as these took much time, it was necessary to automate the testing process which often required skilled testers. In this study, we have developed a multimedia-based automated test equipment reflecting the characteristics of image seekers and evaluated its stability in testing process. For the development, a server was constructed along with an integrated test system which is able to control a Client. This test equipment provided excellent images and visualized test results. Our implementation method led to 15% less production lead time and improved quality showing the process capability of above 1.33. Through this study, an effective production technology for running a similar business in the future has been secured. In our future study, we plan to optimize the production process through additional researches such as optimization of environmental stress screening process. 적외선 영상 탐색기를 대량생산하기 위해서는 공정을 최적화하고 조기에 품질을 안정화하는 것이 요구되었고, 가장 많은 시간이 소요되고 숙련된 시험자를 요구하는 시험공정을 자동화하는 것이 필요하였다. 본 연구에서는 영상 탐색기의 특성을 반영한 멀티미디어 기반의 자동화 시험장비를 개발하고, 자동화 시험장비가 적용된 시험공정의 안정성을 분석하였다. 자동화 시험장비 개발은 서버를 구축하고 클라이언트를 제어를 통한 통합시험체계를 구축하였으며, 우수한 영상 이미지를 제공하고 시각화된 시험결과를 제공할 수 있었다. 이를 통해 생산소요 시간을 15% 절감하고 공정능력은 1.33이상의 안정된 품질을 확보하였다. 본 연구를 통해 향후 유사사업 수행을 위한 생산기술을 확보하였으며, 환경스트레스 스크린 공정 최적화 등 추가적인 연구를 통해 생산공정 최적화를 향후연구에서 수행 할 계획이다.

적외선 열화상을 이용한 공동주택 단열성능 평가

최경석(Gyeong-Seok Choi),손장열(Jang-Yeul Sohn) 대한설비공학회 2010 설비공학 논문집 Vol.22 No.6

The purpose of this study is to accomplished an in-site evaluation method for existing building insulation status using Infra-red camera and to consider improvement performance to prevent condensation and draw the optimum insulation design method for building using simulation tool. The research contents of this study are to evaluate validity and suitability of building insulation defect survey using Infra-red camera for apartment housing with temperature and heat flow pattern analyze method. Based on this research, the three corners, weak part in condensation, were selected in apartment building and conducted simulation by three-dimensional steady state. From the results, it is required to strengthen insulation design, and it is founded thatexisting insulation system typically applied to most Korean apartment housings have serious insulation defect that insulation is disconnected by structural components at the joints of wall-slab and wall-wall in envelope. Thus, it is considerate to need a concrete technology improvement.

초음속 풍동에서의 IR Thermography 기법을 활용한 시험연구

김익현(Ikhyun Kim),이재호(Jaeho Lee),박기수(Gisu Park),변영환(Yunghwan Byun),이종국(Jongkook Lee) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.2

본 연구에서는 Infra-Red Thermography(IRT) 기법을 활용한 초음속 풍동시험 시 의도치 않게 발생하는 기술적 문제에 대한 연구를 수행하였으며 이를 방지할 수 있는 방법에 대해 분석하였다. 풍동시험은 마하 3 또는 4의 두 가지 유동조건에서 초고속 비행체 형상을 모사할 수 있는 이중 압축램프 모델로 수행하였다. 획득된 IR 결과를 shadowgraph 가시화 이미지, 수치해석 결과와 비교하였으며 본 IRT 기법을 활용하여 초음속 이중 압축램프에서 발생하는 유동천이, 박리 그리고 3차원 현상에 관한 정성적인 정보를 획득할 수 있음을 확인하였다. Test research on Infra-Red Thermography(IRT) technique in a supersonic wind tunnel has been conducted. Inadvertent technical difficulties and their solutions associated with the technique in running of the facility were examined. Two flow conditions at Mach number of 3 and 4 were considered. A double compression ramp model, that replicates realistic high-speed vehicle configuration, was used as test model. The present IR data were compared with shadowgraph visualization images and laminar computational fluid dynamics(CFD) results. It has been shown that the IRT technique can be used in quantifying various fluid dynamic features such as flow transition, separation and three-dimensional phenomena around the double compression ramp model.

이중압축램프 표면온도측정의 왜곡 보정

이성민(Sungmin Lee),김익현(Ikhyun Kim),이종국(Jongkook Lee),변영환(Yunghwan Byun),박기수(Gisu Park) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11

초음속 유동특성을 관측하기 위하여 적외선 열화상측정방식(infra-red thermography)을 사용하여 표면온도를 측정하였다. 해당 방식은 전체 온도장 측정가능, 표면 열유량 측정시 열전대 접촉을 통한 열손실 제거, 높은 민감도와 빠른 반응 속도 등의 장점이 있다. 하지만 풍동시험 모델의 경우 대부분이 곡선 및 경사각을 가지며, 또한 방사율과 적외선 카메라의 렌즈 왜곡률 등으로 야기되는 왜곡을 보정해주어야 한다. 본 연구에서는 흑체보정(blackbody calibration), 카메라보정(camera calibration), 좌표변환(coordinate transformation)을 통해 보정된 모델표면을 구현하였다. 이중압축램프 모델을 사용하여 2차원적 모델에서도 왜곡보정이 고려되어야 함을 입증하였다. 모델 이미지의 왜곡보정 뿐만아니라 정확한 온도측정을 통해 모델 표면의 온도를 정량적으로 분석할 수 있게 된다. Using an infrared thermography technique, a double compression ramp model surface temperature distribution was obtained to observe supersonic flow characteristics. By using this technique, one can observe broad temperature field with reduced heat leakage, high sensitivity, and short response time, but there are optical distortions caused by emissivity and camera lens. In this study, the corrected model surface data was obtained from blackbody calibration, camera calibration, coordinate transformation. From the experiment with a double compression ramp, it was found that the images taken from two-dimensional model also need distortion correction. These series of correction methods highly improve quantitative analysis of image distortions and calculation of surface temperature.

인터랙티브 TV 컨트롤 시스템을 위한 근적외선 영상의 얼굴 인식

원철호(Chulho Won),이상헌(Sang Heon Lee),이태균(Tae Gyoun Lee) 한국산업정보학회 2010 한국산업정보학회논문지 Vol.15 No.5

본 논문에서는 인터랙티브 TV 컨트롤 시스템(ITCS) 에 적용될 수 있는 근적외선 얼굴 영상에 대한 얼굴인식 방법을 제안하였다. 근적외선 얼굴 영상에서 ULBP(uniform local binary pattern) 히스토그램 피쳐를 추출하고 SVM 판별기를 이용하여 좌우 눈좌표 및 얼굴 영역을 검출하였다. 또한, 가버 변환과 ULBP 히스토그램 피쳐를 이용한 얼굴인식 시스템을 구현하여 이를 인터랙티브 TV 컨트롤 시스템 개인 인증 과정에 사용하였다. In this parer, face recognition method which can be applied to ITCS (interactive TV control system) is proposed. We extracted ULBP(uniform local binary pattern) histogram feature from infra-red images, and we detected left-right eyes and face region by using SVM classifier. Then, We implemented face recognition system which is using Gabor transform and ULBP histogram feature and applied to personal verification for ITCS.

초음속 유동내 돌출된 핀 근방의 열전달 연구

송지운(Ji-Woon Song),유만선(Man-Sun Yu),조형희(Hyung-Hee Cho) 한국항공우주학회 2007 韓國航空宇宙學會誌 Vol.35 No.10

초음속 유동장 내에 돌출된 핀에 의해 발생하는 바닥면의 열전달 특성 변화 연구를 수행하였다. 마하수가 3이고, 레이놀즈수가 5×10?/m인 초음속 유동내에 받음각이 12.5°부터 20°인 기울어지지 않은 형태의 선단이 날카로운 핀(sharp fin)을 돌출시켜 충격파를 발생시켰다. 이로 인해 생기는 바닥면의 열전달 계수의 변화를 적외선 카메라를 이용한 온도 분포의 측정을 이용하여 계산하였다. 또한 바닥면 유동의 흐름을 파악하기 위해 수치해석과 유막법이 수행되었다. Heat transfer characteristic near a sharp fin was studied in a supersonic flow. Mach number and the Reynolds number were 3 and 5×10?/m respectively. Infra-red thermography was used to obtain the variation of surface heat transfer coefficient distribution. The angles of attack were ranged from 12.5° to 20° and the numerical analysis and the oil flow method were conducted to understand flow fields near a sharp fin.