30  보정 정보

열화상 카메라의 보정은 온도 측정의 필수 구성 요소입니다. 보정은 입력 신호와 측정하고자 하는 물리적 수량 사이의 관계로 확정하는 작업입니다. 하지만 이 "보정"이라는 용어는 광범위하고 빈번하게 사용됨에도 불구하고 잘못 이해되고 오용되는 경우가 많습니다. 번역과 관련된 문제 뿐만 아니라 지역과 국가적인 차이 또한 이 용어에 대한 혼란을 더하고 있습니다.

용어가 명확하지 않을 경우 의사소통의 어려움과 잘못된 번역으로 이어질 수 있고 그에 따라 부정확한 측정을 야기할 수 있으며 최악의 경우 소송으로 이어질 수도 있습니다.

국제도량형국(International Bureau of Weights and Measures) 5 에서는 다음과 같은 방식으로 보정 6 을 정의합니다.

an operation that, under specified conditions, in a first step, establishes a relation between the quantity values with measurement uncertainties provided by measurement standards and corresponding indications with associated measurement uncertainties and, in a second step, uses this information to establish a relation for obtaining a measurement result from an indication.

보정이라는 용어 자체는 보정 기능, 보정 도표 7 , 보정 곡선 8 또는 보정 테이블 등 다양한 형태로 표현되기도 합니다.

일반적으로 위의 정의에서 1단계만 "보정"으로 인식되고 지칭되는 경우가 많지만 이 정의가 항상 충분하지는 않습니다.

열화상 카메라의 보정 절차를 살펴보면, 1단계에서는 방출된 복사열(수량 값)과 전기 출력 신호(표시)의 관계를 확정합니다. 이 1단계의 보정 절차에는 확장된 방사원 앞에 카메라를 배치했을 때 동일한(또는 균일한) 반응을 획득하는 작업이 포함됩니다.

대조 선원의 온도를 알고 있으므로 2단계에서는 획득한 출력 신호(표시)를 이 대조 선원의 온도(측정 결과)와 연관 지을 수 있습니다. 2단계에는 드리프트 측정과 보정이 포함됩니다.

정확하게 말하면, 열화상 카메라의 보정은 온도를 통해서 명확하게 표시되지 않습니다. 열화상 카메라는 적외선에 민감하므로 먼저 복사량의 대응 관계를 얻은 다음 복사량과 온도 값의 관계를 확정합니다. 비-R&D 고객이 사용하는 볼로미터 카메라의 경우는 복사량이 표시되지 않으므로 온도만 제공됩니다.

보정을 하지 않으면 적외선 카메라가 방사량이나 온도를 측정할 수 없게 됩니다. FLIR Systems는 생산 및 서비스 과정에서 비냉각 마이크로 볼로미터 카메라 보정 및 측정 기능을 수행합니다. 광자 탐지기가 탑재된 냉각식 카메라의 경우 특수 소프트웨어를 이용하여 사용자가 직접 보정하는 경우가 많습니다. 이론상 이러한 유형의 소프트웨어를 사용하면 일반적인 휴대용 비냉각식 열화상 카메라도 사용자가 직접 보정할 수 있습니다. 그러나 이 소프트웨어는 보고 용도로 적합하지 않기 때문에 대부분의 사용자가 소지하고 있지 않습니다. 영상 촬영에만 사용되는 비측정 장치의 경우는 온도 보정이 필요하지 않습니다. 때때로 이는 적외선 카메라나 열화상 카메라를 측정 장치인 열화상온도계측 카메라와 비교하는 카메라 용어에도 반영됩니다.

보정을 수행하는 주체가 FLIR Systems이든 사용자든 상관없이 모든 보정 정보는 보정 곡선으로 저장되며, 곡선의 내용은 함수로 표현됩니다. 방사 강도는 물체와 카메라 사이의 거리 및 온도에 따라서 변하기 때문에 다양한 온도 범위 및 교체 가능한 렌즈에서 다양한 곡선이 생성됩니다.

먼저, FLIR Systems은 자체적으로 보정되고 추적이 가능한 선원을 사용합니다. 즉, 보정을 수행하는 각 FLIR Systems 사이트에서 독립된 국가 기관을 통해 대조 선원이 관리됩니다. 카메라 보정 인증서를 통해 이러한 내용을 확인할 수 있습니다. 보정 인증서는 FLIR Systems에서 직접 카메라 보정 작업을 수행했을 뿐만 아니라 보정 작업에 대조 선원이 사용되었다는 점도 함께 증명합니다. 공인된 대조 선원을 소유하거나 이용할 수 있는 권한을 소지한 일부 사용자도 있기는 하지만, 그 수는 극히 미미합니다.

둘째, 기술적 차이가 있습니다. 사용자가 보정을 수행하는 경우 항상 그런 것은 아니지만 종종 결과가 드리프트 보상으로 나오지 않습니다. 다시 말해서, 카메라의 내부 온도 변화에 따라 카메라의 출력 변화 양상에 값이 계산되지 않습니다. 따라서 불확실성이 더 커집니다. 드리프트 보상은 냉난방이 조절되는 용기에서 확보된 데이터를 사용합니다. FLIR Systems의 모든 카메라는 고객에게 처음 제공될 때와 FLIR Systems 서비스 부서에서 재보정을 수행한 경우에 드리프트 보상됩니다.

일반적으로 보정의 개념을 검증이나 조정의 개념으로 잘못 이해하는 경우가 많습니다. 사실, 보정은 지정된 요구 사항이 충족되었음을 확인시켜 주는 검증의 필수 구성 요소입니다. 검증은 특정 항목이 지정된 요구 사항을 충족한다는 객관적인 증거를 제시합니다. 검증을 획득하려면 보정되고 추적이 가능한 대조 선원의 정의된 온도(방출되는 복사열)를 측정하고 편차를 포함하여 측정 결과를 표에 기록합니다. 검증 인증서에는 이러한 측정 결과가 지정된 요구 사항을 충족한다는 내용이 명시됩니다. 일부 기업이나 조직에서는 이 검증 인증서를 "보정 인증서"로 제시하고 마케팅에 활용하는 경우도 있습니다.

올바른 검증은 물론 보정 및/또는 재보정은 검증된 프로토콜을 준수하는 경우에만 달성할 수 있습니다. 이 프로세스는 흑체(黑體) 앞에 카메라를 배치하고 카메라 출력값(예: 온도)이 원본 보정 테이블의 값과 일치하는지 확인하는 것보다 더 많은 절차로 이루어져 있습니다. 카메라는 온도가 아니라 복사열에 민감하다는 사실을 간과하는 경우가 많습니다. 또한 카메라는 단순히 하나의 센서가 아니라 영상 촬영 시스템이므로 복사열 수집을 허용하는 광학 구성에 의해 카메라의 복사량 "수집률"이 떨어지거나 잘못 정렬될 수 있는 경우는 "검증"(또는 보정이나 재보정)이 무용지물이 됩니다.

예를 들어, 흑체 및 카메라 사이의 거리와 흑체 캐비티의 직경을 선택하여 표유 방사선을 줄이고 선원 크기의 효율을 높입니다.

요약하면, 검증된 프로토콜은 온도에 대한 물리 법칙뿐 아니라 복사량의 물리 법칙도 반드시 준수해야 합니다.

보정은 또한 조정의 필수 구성 요소이기도 하며, 조정이란 일반적으로 측정 표준기에서 제공된 측정 수량값과 일치하는 규정된 표시를 시스템이 제공하도록 측정 시스템에 대해 수행하는 일련의 작업을 말합니다. 간단히 말해서 조정은 기기의 사양 내에서 계측기가 정확하게 측정할 수 있도록 계측기를 조작하는 작업을 의미합니다. "보정"은 일상적으로 측정 장치의 "조정"을 대신하는 말로 광범위하게 사용됩니다.

열화상 카메라에 "보정 중…"이 표시되면 열화상 카메라에서 개별 검출기 소자(픽셀)의 반응 편차를 조정하고 있음을 나타냅니다. 열화상온도계측에서는 이를 "비균일성 보정(NUC)"이라고 합니다. NUC는 오프셋의 업데이트이며 게인은 변경되지 않습니다.

유럽 표준 EN 16714-3, Non-destructive Testing—Thermographic Testing—Part 3: Terms and Definitions에서는 비균일성 보정(NUC)을 검출기 소자 및 기타 광학 및 기하학적 방해의 상이한 감도를 보정하기 위해 카메라 소프트웨어에 의해 수행되는 이미지 보정으로 정의하고 있습니다.

NUC(오프셋 업데이트) 중에는 셔터(내부 플래그)를 광경로에 배치시키고 모든 검출기 소자를 셔터에서 나오는 동일한 복사량에 노출시킵니다. 따라서 이상적인 경우라면 출력 신호가 모두 동일해야 합니다. 그러나 각 개별 소자가 자체적으로 반응하기 때문에 출력이 균일하지 않을 수 있습니다. 이러한 이상적인 결과의 편차를 계산하여 수학적으로 이미지의 보정 작업에 사용합니다. 이는 근본적으로 말해 표시된 복사 신호를 보정하는 것입니다. 일부 카메라에는 내부 플래그가 없습니다. 이 경우에는 특수 소프트웨어와 외부의 균일한 선원을 사용하여 수동으로 오프셋 업데이트를 수행해야 합니다.

NUC는 예를 들어 측정 범위를 변경하거나 환경 온도가 바뀐 경우, 시스템 시작 시 수행됩니다. 일부 카메라에서는 사용자가 수동으로 NUC를 트리거할 수도 있습니다. NUC는 이미지 간섭을 최소화하여 중요한 측정을 수행할 때 유용합니다.

일부 사람들은 이미지의 특정 세밀한 부분을 개선하기 위해 이미지의 밝기와 대비를 조정하면서 "이미지 보정"이라는 용어를 사용합니다. 보정 작업 중에는 온도 간격이 사용할 수 있는 모든 색을 사용하여 관심 영역의 온도만(또는 주로) 표시하도록 설정됩니다. 이러한 조작을 가리키는 정확한 용어는 "열화상 조정"이나 "열 온도 동조"이며, 경우에 따라 "열화상 최적화"라고도 부릅니다. 보정 작업을 수행하려면 수동 모드에 있어야 하며 그렇지 않을 경우, 카메라가 표시한 온도 간격의 하한값과 상한값을 화면에서 가장 낮은 온도와 가장 높은 온도로 자동 설정합니다.