국방 전자광학기술 강자, 열화상 카메라 시장에 하이앤드 솔루션 제시

[보안뉴스 엄호식 기자] 코로나19를 시작으로 전 세계는 여전히 방역에 총력을 다하고 있다. 마스크를 비롯해 다양한 방역제품이 인기를 끌며, 방역 시장의 규모가 기하급수적으로 증대되고 있다. 그 중 일상 속에서도 매일 접할 수 있는 열화상 카메라는 이와 같은 뉴노멀 시대의 대표적인 디바이스로 자리 잡게 되었다.


[이미지 = utoimage]

“36.3도, 정상입니다”
우리는 매일 접하는 열화상 카메라에서 흘러나오는 멘트를 통해서 자신의 발열 여부를 파악하게 된다. 하지만 수많은 사람이 건물 입구를 동시에 통과할 때 제대로 측정이 되는지, 얼굴인식 후 마구잡이로 온도값을 표시하는 것인지 제대로 확인하기 어렵다. 이러한 합리적 의심은 코로나19 초기부터 계속됐으며, 여전히 수수께끼로 남아있다. 이는 열화상 카메라 제품에 대한 정확한 기준이나 표준이 존재하지 않기 때문에 발생하는 논란이라고 볼 수 있다.

국내 열화상 카메라 시장을 점유하고 있는 상당수 제품들은 중국산 또는 중국산 반제품을 국내에서 조립해서 만든 제품들이다. 측정 온도의 정밀도는 고려대상이 아니었으며, 저렴한 가격 덕분에 시중의 90% 이상을 중국산이 점유하게 됐다. 물론 CCTV 시장의 강자인 중국산 제품은 얼굴인식 기술에 있어 신뢰성 있는 얼굴인식 소프트웨어를 갖고 있었지만, 이것은 열화상 카메라의 핵심인 열상 기술력과는 무관하다. 결국 일반적인 CCTV와 열화상 카메라는 완전히 다른 제품으로 취급해야 한다는 것을 의미한다.

시중에 판매되고 있는 열화상 카메라 중 발열감지 카메라는 주변의 상대 온도 차이만을 사용하기 때문에 정밀한 온도 측정에 한계가 존재한다. 따라서 열화상 카메라에서 중요한 것은 발열 측정에 대한 민감도, 정확도라고 볼 수 있으며, 건물 입구에서 효율적인 발열 측정을 위한 1차적인 스크리닝 역할로 활용하기 적합하다. 그 중 지정된 수치보다 높게 나타나는 사람에 대해서 2차적인 검증작업을 통해 방역을 빈틈없이 관리하는 것이 바람직하다.

세상에 어떤 열화상 카메라도 인체 내부의 온도를 측정할 수 있는 제품은 없다. 인체 내부 온도측정은 vision solution인 열화상 카메라가 아닌 의료기기 인증을 받은 접촉식 체온계를 사용해야 한다. 결국 렌즈를 통해서 보이는 것은 피사체의 표면에 대한 온도이며, 해당 온도를 얼마나 정확하게 측정할 수 있느냐가 관건이라고 볼 수 있다.

‘퀸텀레드’, Vision에 Vision을 더하다
한화시스템의 퀀텀레드는 40년 전자광학기술이 집약된 지능형 열상엔진모듈로 세계에서 두 번째로 열 영상 신호처리를 단일 SoC(System on Chip)에 집적화해 고성능의 소형 제품을 개발했다. 또한, 방산 분야에서 활용되는 기술을 응용해 정밀한 절대 온도 측정을 할 수 있는 특허를 출원했으며, 산업용, 감시용, 의료용 등 다목적으로 활용할 수 있는 열상모듈이다.


▲퀀텀레드 적용 열화상 카메라 본체[사진=한화시스템]

기존 열상엔진모듈은 열 영상 신호처리를 여러 개의 칩(FPGA, DSP 등)을 사용해 처리하는 반면, 퀀텀레드는 상용화된 SoC 내부의 GPU를 통해서 소형화, 경량화하면서 고화질 열화상 신호를 고속으로 처리할 수 있게 됐다. 또한, 별도의 하드웨어적인 변경 없이 소프트웨어 변경만으로 화질, 온도 측정범위 등 카메라 세부 요구사항을 반영할 수 있다.

발열감지 열화상 카메라의 경우 FDA(미국 식품의약국)에서는 ±0.3℃ 정밀도로 측정하기 위해 블랙바디를 함께 사용할 것을 권고하고 있다. 다만, 소비자가 높은 비용의 고화질 열화상 카메라를 운영하는 동시에 그보다 더 비싼 블랙바디를 함께 사용해야 하는 비용적 부담 때문에 시중에서 보기는 어렵다. 해당 사항은 법적 의무가 없는 권고안이기 때문에 굳이 비싼 돈을 지불해가면서 블랙바디를 구매하지 않는 이유도 여기에 있다. 반면, 퀀텀레드와 특허모듈인 TRSM(Temperature Reference Source Module)을 이용하면 FDA에서 권장하는 정밀한 성능에 대한 만족과 더불어 별도 블랙바디 설치가 필요하지 않으며, 측정자가 제품의 옆에 위치하지 않아도 돼 운영에 대한 불편함도 해소된다.


▲퀀텀레드 적용 스탠드형 열화상 카메라 피부온도 측정 장면 왼쪽 1인, 오른쪽 다수[사진=한화시스템]

한화그룹 역시 퀀텀레드 출시 이전에는 중국산 열화상 카메라를 사용했으나 자체 개발된 퀀텀레드 출시 이후, 퀀텀레드를 적용한 발열감지 시스템을 사내 게이트에 설치했다. 그리고 열화상 카메라 뷰에 잡히는 대로 다수의 출입자 얼굴을 인식해 피부 온도를 정확하게 표기한다. 또한, 카메라를 응시할 필요 없이 자유롭게 통행이 가능한 워크 쓰루(Walk Through) 형태로 운영하고 있어 보안 및 방역 담당자가 출입자별로 일일이 온도를 체크했던 번거로움을 획기적으로 줄였다.

시중에 저가형으로 많이 보급된 소형 태블릿에 열상카메라로 얼굴을 인식해 온도를 측정하는 장비는 정해진 상온(22~25℃)에서 1m 이내에서 화면에 얼굴을 정확히 인식시켜야만 측정이 가능하다. 오차율도 ±0.5℃ 수준이라 FDA에서 권고하는 ±0.3℃ 정밀도로 측정하기 위해서는 블랙바디가 필수적이다. 무엇보다 운용상의 가장 큰 문제는 사계절 온도 변화가 뚜렷한 한국 사정상 설치 환경의 온도나 습도 변화에 있어 상온(22~25℃)에 맞춰진 온도 측정 정밀도가 크게 틀어질 수 있다는 점이다. 퀀텀레드는 실내 환경 기준 10~30℃ 구간에서는 환경 변화와 관계없이 ±0.3℃ 이내의 정밀도를 유지한다.


▲퀀텀레드 적용 스탠드형 열화상 카메라[사진=한화시스템]

아직은 발열감지 카메라에 대한 공인 인증수단이 없어 많은 소비자가 문제점을 인지하고 있지만 쉽게 기존 장비를 교체하려고 하지 않는다. 한화시스템은 정부공인 시험기관인 한국건설생활환경시험연구원(KCL), 한국영상정보연구조합과 함께 열화상 카메라 국제표준을 개발하는 과제를 통해 인증 방안을 마련하면 정확한 온도측정을 원하는 제조사들의 수요가 늘어날 것으로 기대하고 있다.

나아가 퀀텀레드는 발열감지 열화상 카메라뿐만 아니라 다양한 산업에서의 활용이 가능하다. 국방 전자광학기술 강자인 한화시스템은 국방 분야의 감시정찰 기술력을 통한 정밀한 군 작전을 수행하는데 중요한 역할을 해왔다. 전장의 눈으로 불리는 전자광학 기술은 전차, 전함, 전투기 등의 감시 정찰용 열화상 카메라와 총기용 야간조준경, 관측경 등에 탑재돼 군의 감시정찰 능력 증대에 적극적으로 활용됐다. 해당 기반기술을 바탕으로 극한의 상황에서의 견고함과 지속성, 정밀함이 요구되는 환경에서 정확성을 제공하는 하이앤드 솔루션이 개발된 것. 퀀텀레드는 감시경계, 소방안전, 자율주행차 나이트비전 등 다양한 미래혁신 사업에 적용할 수 있어 확장성이 높다.
[엄호식 기자(eomhs@boannews.com)]

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